WO2020011502A1 - Drehverteileranordnung mit einer dichtanordnung - Google Patents

Drehverteileranordnung mit einer dichtanordnung Download PDF

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WO2020011502A1
WO2020011502A1 PCT/EP2019/066133 EP2019066133W WO2020011502A1 WO 2020011502 A1 WO2020011502 A1 WO 2020011502A1 EP 2019066133 W EP2019066133 W EP 2019066133W WO 2020011502 A1 WO2020011502 A1 WO 2020011502A1
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WO
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sealing
sealing element
rotary distributor
arrangement
distributor arrangement
Prior art date
Application number
PCT/EP2019/066133
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Michael Beisel
Original Assignee
Khs Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Khs Gmbh filed Critical Khs Gmbh
Publication of WO2020011502A1 publication Critical patent/WO2020011502A1/de

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Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16LPIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L39/00Joints or fittings for double-walled or multi-channel pipes or pipe assemblies
    • F16L39/04Joints or fittings for double-walled or multi-channel pipes or pipe assemblies allowing adjustment or movement

Definitions

  • the invention relates to a rotary distributor arrangement for passing at least one medium according to the preamble of patent claim 1.
  • Rotary distributor arrangements of this type are used, for example, in containers,
  • Treatment and filling machines and the like For use and are known in principle with regard to their structure and mode of operation.
  • the line through which the medium is supplied is arranged in a stationary manner, while the container into which the medium is to be filled rotates or is in rotation.
  • a rotary distributor arrangement which is used in particular to transfer liquid or gaseous media from a fixed part of the system to a rotating part of the system.
  • seals are conventionally referred to as grooved rings.
  • the seals have the disadvantage on the one hand that they are not suitable for high circumferential speeds, and on the other hand increased wear can be determined when high pressures on the seals
  • Rotary distributor arrangement Increased wear of the seals inevitably means that the seals have to be replaced more frequently and the system has to be serviced more often. The result is a frequent shutdown of the system.
  • Rotary distributor arrangements with layered rings are also known. The seals are first inserted into the layered rings before the rings are then connected. After the rings have been connected, a component is obtained which corresponds to the outside of the rotary distributor arrangement.
  • Such rotary distributor arrangements have the advantage that seals made of a rigid material such as PTFE can be used, the assembly of the component and the production of the rings are extremely complex. This is due in particular to the fact that many fits with precise tolerances have to be introduced into the rings.
  • Vessel filling machines described comprising a fixed part and a rotating part, wherein a plurality of leads are connected to the fixed part and a plurality of leads are connected to the rotating part, each lead being connected to its lead through channels in the interior of the rotating part.
  • a plurality of ring grooves are formed in the fixed part, each receiving a seal.
  • the fluids flowing through the rotary distributor are separated from one another by the seals.
  • the seals each comprise two separate, elastic sealing rings which are fastened at a distance from one another in a common housing.
  • the sealing rings are preferably flat Teflon rings with a curved sealing lip, the sealing lip bearing with prestress on the outer surface of the rotating part. Between the two sealing rings there is a solid support ring which keeps them at a distance and has two bores which are offset by 180 degrees over the circumference in order to be able to introduce a cleaning liquid for cleaning the interior of the housing.
  • Sealing rings have a higher wear.
  • the installation space for the sealing rings and for the support ring is predetermined by the dimensions of the housing. The present invention is therefore based on the object
  • Sealing arrangement are provided, which can be assembled in a simple manner, is extremely robust and is inexpensive to manufacture.
  • Seals channel section the sealing arrangement and at least two ring-shaped and spaced-apart sealing elements and one
  • Spacer element wherein the spacer element is designed as a hollow cylindrical base body which has at least one opening, the at least one opening being used to establish a flow connection between the first channel section and the second channel section, and with a sealing element on the spacer element along the axis of rotation above and below is applied. Due to the advantageous arrangement of the sealing elements and the spacing elements in the intermediate space, a simple and quick installation or exchange of the sealing elements and the spacing elements is possible.
  • sealing elements and spacing elements are present as individual components, a modular design of the sealing arrangement is possible, as a result of which the sealing arrangement can be assembled individually depending on the requirements.
  • each of the sealing elements has a central sealing element base body and at least one curved sealing lip section projecting from the central sealing element base body.
  • each of the sealing elements two curved and in the same direction sealing lip sections to be provided. It is advantageous if each of the
  • Sealing element body has protruding sealing lip sections.
  • the sealing elements are stabilized in the installed state by the two curved, mutually pointing sealing lip sections. Furthermore, such curved sealing lip sections can optimally seal a first passage area connected to the first sealing lip section and for a second passage area connected to the second sealing lip section. Consequently, several can be arranged one above the other
  • each of the sealing elements has a sealing element base body, the sealing element base body being attached with the first side surface in a position-proof and non-slip manner either on the fixed part or on the rotating part and on the second side surface the first and / or second
  • Sealing lip section is arranged.
  • At least one bearing ideally two or more bearings, is provided between the rotating part and the fixed part.
  • these bearings are designed as hybrid bearings, that is to say they have at least one ceramic component, and are installed in such a way that a medium can flow through them individually or together.
  • suitable supply openings are generally to be provided to form a sensible flow path.
  • the sealing element base body is attached with its first side face to the fixed part and the first and / or second sealing lip section lies against the surface of the rotating part facing the fixed part.
  • the sealing element base body is fastened with its first side surface to the rotating part and the first and / or second sealing lip section grazes over a surface of the fixed part facing the rotating part.
  • the sealing element base body has a circumferential, groove-shaped recess on the first side surface for receiving a sealing ring, in particular an O-ring. Due to the additional seal that can be used, the sealing effect from the lead-through area to
  • the cross-sectional area of the sealing element base body is designed to decrease from the first side surface in the direction of the second side surface in order to obtain a bevelled upper and lower side, the upper side and lower side each forming a contact surface for a spacer element.
  • a central element on the sealing element base body is expedient
  • Sealing element guide section provided, at least one
  • Sealing lip section is arranged and serves to stabilize the sealing element in the intermediate space. It is also advantageous that the first and / or second sealing lip section at least in sections on the
  • the at least one sealing lip section of the respective sealing element has an inherent prestress. Furthermore, the at least one sealing lip section of the respective sealing element advantageously includes an insert spring. This insert spring is preferably made of stainless steel or similar materials.
  • the sealing element is made of plastic, in particular PTFE or PCTFE.
  • the sealing element can also consist of a material that can be produced by an injection molding process.
  • the one-piece design of the respective sealing element is also advantageous.
  • At least one opening is made in the spacer element radially to the main cylinder axis.
  • the opening can have any cross-sectional shape, in particular circular, elliptical, polygonal cross-sectional shape. It is also advantageous if the cross-sectional shape and / or the dimension of the opening corresponds to that of the first channel section and / or the second channel section.
  • the bottom surface and the top surface are bevelled from the inner surface in the direction of the outer surface, so that the height of the inner surface is greater than the height of the outer surface and the respective inclination of the bevelled bottom surface and top surface
  • Fig. 2 is an enlarged view of part of the
  • FIG. 3 shows an example of a perspective view
  • FIG. 4 shows a schematic sectional illustration of the spacer element according to FIG. 3,
  • Fig. 5 shows an example of a perspective view of a
  • Fig. 6 is a schematic sectional view of the sealing element according to
  • the reference numeral 1 shows a rotary distributor arrangement for passing at least one medium.
  • a rotary distributor arrangement 1 according to the invention comes, for example, in a not shown
  • Beverage container filling system for use.
  • the rotary distributor arrangement 1 is usually used to transfer or pass liquid and / or gaseous media from the fixed area of the plant to the rotating part of the plant.
  • the media to be passed through the rotary distributor arrangement 1 can be a wide variety of media, in particular liquid and / or gaseous media such as, for example, food, beverages, carbonated gases, cleaning gases, cleaning liquids, CIP liquids, etc.
  • the rotary distributor arrangement 1 initially has a lengthwise direction
  • the rotary distributor arrangement 1 has a fixed part and a part rotating about the axis of rotation RA, in the present exemplary embodiment the
  • Reference number 3 is designated.
  • the arrangement can also be carried out the other way round, so that part 2 is designed as a rotating part and part 3 is designed as a fixed part.
  • the fixed part 3 has a rotationally symmetrical lateral surface pointing or pointing towards the rotating part 2 and the rotating part 2 has a rotationally symmetrical lateral surface facing the fixed part 3.
  • the rotating part 3 is a not shown
  • Rotational movement is usually a shaft 35, preferably a hollow shaft. Since the hollow shaft is thermally decoupled, it is possible to feed cables, lines or the like through the hollow shaft.
  • the reference symbol 32 in FIG. 1 schematically indicates the base frame or base support, which can also be designed as a foot support, with which in the present case
  • a plurality of bearings 28, 29 are provided for the rotatable arrangement of the rotating part 3 relative to the fixed part 2.
  • the bearings 28, 29 are preferably ball bearings, in particular ceramic bearings or hybrid bearings such as Deep groove ball bearings.
  • the hybrid bearing has the advantage that it shows very little wear. In addition, only a low centrifugal force is generated in a hybrid bearing when it rotates quickly, which can increase the bearing's service life.
  • first and second bearings 28, 29 it is possible for a medium, preferably a medium, to pass through them
  • FIG. 1 Another dash-dotted line C shows the inner flow path C of a cleaning fluid, along the shaft 35 and the fixed part 2.
  • bearings 28, 29 are used, which are covered at least on one side by a protective / cover plate 31, the protective / cover plates 31 essentially supporting the bearings 28, 29
  • a head or tensioning ring is additionally provided, which holds the bearing 28 in position.
  • Rotary distributor arrangement 1 has an annular space 6, in which the sealing arrangement 7 according to the invention is arranged and which is enclosed by the opposite lateral surfaces.
  • the fixed part 2 has at least one first channel section 4, which ends at one end in an inlet opening, to which a line for supplying a medium is connected, and ends at the other end in an outlet opening which the medium is fed to the rotating part 3 via a pass-through area 27.
  • the rotating part 3 has at least one second channel section 5, the inlet opening of which can be positioned such that a flow connection can be established between the fixed part 2 and the rotating part 3.
  • the end of the at least second channel section 5 opposite the inlet opening of the rotating part 3 is used here so that the medium to be passed through can be passed on to a rotating filling station, not shown.
  • a sealing arrangement 7 is provided.
  • this comprises at least two ring-shaped and spaced-apart sealing elements 8 and a spacing element 9.
  • the sealing element 8 is shown by way of example in FIGS. 5 and 6 in an enlarged detail view.
  • the sealing element 8 is essentially an annular one
  • the sealing element 8 is made of plastic, in particular PTFE or PCTFE.
  • the sealing element 8 can also be made of related items Materials that can be produced by an injection molding process exist.
  • plastics that are relatively stiff are preferably used.
  • the plastic PTFE or PCTFE has the property of being robust on the one hand and achieving a good sealing effect on the other. Due to the sealing position of the sealing element 8 made of a plastic, it is also possible to form the sealing element 8 in one piece.
  • Each sealing element 8 has a flap axis FIA, around which the respective sealing element 8 extends concentrically, and a flap plane FHE running through the center P of the respective sealing element 8 and intersecting the flap axis FIA in the center P.
  • the basic body of the sealing element is formed by a central sealing element basic body, which is identified in FIG. 6 by reference number 12. This has a first, parallel to the main axis FIA
  • Sealing element base body 12 has a top side 19 and underside 20 which runs essentially parallel to the fluff plane FHE, the cross-sectional area of the sealing element base body 12 being designed to decrease from the first side surface 15 in the direction of the second side surface 16. Accordingly, the top side 19 and bottom side 20 can each have an inclined surface which includes an angle of inclination a with respect to the fluff plane FIE.
  • the angle of inclination a is preferably between 1 degree and 20 degrees, in particular between 5 degrees and 15 degrees.
  • the angle of inclination is particularly preferably 10 degrees.
  • the top 19 and bottom 20 also form a contact surface for one spacer 9 each.
  • a circumferential, groove-shaped recess 17 for receiving a sealing ring, in particular an O-ring, can be provided on the first side surface 15 of the sealing element base body 12, in order to be able to achieve an improved sealing effect with respect to the outer surface of the rotating part 3 in the present exemplary embodiment.
  • the groove-shaped recess 17 is there
  • the sealing element 8 has at least one curved sealing lip section 13, 14 projecting from the central sealing element base body.
  • the at least one sealing lip section 13, 14 extends from the
  • FIGS. 5 and 6 show a preferred embodiment of the sealing element, namely a sealing element 8 with two curved sealing lip sections 13, 14 which face away from one another and project from the basic sealing element body 12. As shown in FIG. 6, a first sealing lip section 13 and a second one are shown
  • Sealing lip section 14 is provided, which over the main plane HE
  • first and / or second sealing lip sections 13, 14 can, for example, have their own prestress.
  • the first and / or second sealing lip section 13, 14 of the respective sealing element 8 can comprise an insert spring.
  • the insert spring is preferably made of a material with elastic or resilient properties such as Stainless steel or similar materials.
  • Sealing element guide section 18 is provided, which is arranged between the first and second sealing lip section 13, 14 and for stabilizing the
  • Sealing element 8 is used in the space 6. Rather, the
  • first and second sealing lip sections 13, 14 can be designed such that they are supported at least in sections on the sealing element guide section 18 can.
  • the sealing element guide section 18 can be designed such that they are supported at least in sections on the sealing element guide section 18 can.
  • Sealing element base body 12 has a central sealing element guide section 18 and one adjoining the central sealing element guide section 18
  • the sealing element 8 is inserted into the intermediate space 6 in such a way that the sealing element base body 12 is attached to the rotating part 3 with its first side surface 15 and the first and second sealing lip sections 13, 14 via a surface of the stationary part facing the rotating part 3 Part 2 grazes.
  • the sealing element is inserted into the intermediate space 6 in such a way that the sealing element base body 12 is attached with its first side surface 15 to the fixed part 2 and the first and second sealing lip sections 13, 14 on the part 2 facing the fixed part Surface of the rotating part 3 is applied.
  • the sealing element base body 12 is also attached with the first side surface 15 in a position and non-slip manner either to the fixed part 2 or to the rotating part 3. So that the sealing elements 8 can be positioned sealingly in shape and position, they are biased axially from both sides.
  • the sealing arrangement has a spacer element 9, which is shown in more detail in FIGS. 3 and 4 and which as
  • hollow cylindrical base body 10 is formed, this one
  • the hollow cylindrical base body 10 has one from the inner
  • Shell surface 23 is chamfered, so that the height h1 of the inner shell surface 22 is greater than the height h2 of the outer shell surface 23.
  • the inclination corresponds to the respective chamfered bottom surface 24 and top surface 25 in
  • a second sealing element 8.2 When assembling the sealing arrangement 7, a second sealing element 8.2, a spacing element 9 and a first sealing element 8.1 are first inserted and positioned one after the other in the intermediate space 6. The spacer 9 is thus between the first sealing element 8.1 and the second sealing element 8.2
  • the top surface 25 of the spacer element 9 lies on the underside 20 of the basic sealing element body 12 of the first sealing element 8.1 and the bottom surface 24 of the spacer element 9 lies on the upper side 19 of the
  • the spacer element 9 has at least one opening 11, the at least one opening 11 being introduced into the spacer element 9 radially to the hollow cylinder main axis ZHA.
  • the cross-sectional shape of the opening 11 is preferably circular. Another cross-sectional shape is also conceivable, for example
  • Cross-sectional shape and / or the dimension of the opening 11 corresponds to that of the first channel section 4 and / or the second channel section 5.
  • the at least one spacer element 9 is attached to the fixed part 2 or the rotating part 3 in a positionally and non-slip manner.
  • the spacer 9 is position and non-slip on the lateral surface of the
  • the spacer element 9 When installing the spacer element 9 in the intermediate space 6, the position of the opening 11 is not specified, ie the flow connection is not necessarily given after the installation. It is possible that the spacer element 9 only establishes a flow connection when the rotating part 3 rotates relative to the fixed part 2 to such an extent that the opening 11 has reached the first channel section 4. In order to be able to establish the best possible flow connection, several spaced-apart openings 11, in particular two to twelve openings, preferably six to ten openings, are made in the spacer element 9.
  • annular chamber 26 which is designed like a channel and is open towards the intermediate space 6 for buffering a medium.
  • the medium to be conveyed thus reaches the passage region 27 via the feed line via the first channel section 4 before the medium collects in the annular chamber 26 and can be passed on to the rotating filling stations, not shown, via at least one second channel section 5.
  • the rotary distributor arrangement has one
  • each spacer element 9 is arranged in each pass-through region 27, four sealing elements 8 having to be used for sealing. Accordingly, each spacer element 9 lies with its respective bottom surface 24 and top surface 25 on the top 19 or bottom 20 of a sealing element 8. The installation of the sealing arrangement 7 takes place in
  • Sealing elements 8 and spacer elements 9 A modular structure is possible through this sealing arrangement 7. Since the sealing arrangement 7 is independent of an installation space, the spacer elements and / or seals can be in their
  • the lateral surface of the rotating part 3 facing the fixed part 2 is ground, at least in sections, preferably completely.
  • the one pointing towards the rotating part 3 is in the present exemplary embodiment
  • Shell surface of the fixed part 2 applied a coating which preferably minimizes the friction between the sealing lip sections 13, 14 and the shell surface.
  • a support device comprising a first insert body 33 and a second insert body 34.
  • the first insert body 33 is designed as a metal ring and is inserted into an annular groove made in the rotating part 3.
  • the metal ring forms a type of holding / support ring and serves to hold or to carry the sealing arrangement 7 located between the fixed part 2 and the rotating part 3.
  • Different types can be used as the metal ring, for example a spring ring or a two-part metal ring, an O-shaped metal ring or the like.
  • the second is between the upper end of the first insert body 33 and the underside 20 of the sealing element base body 12 of the second sealing element 8.2
  • Insert body 34 arranged.
  • the upper surface of the second insert body 34 pointing in the direction of the second sealing element 8.2 is preferably on the contour of the sealing element 8.2. adjusted or the inclination of the surface of the second insert body 34 is opposite to the inclination of the underside 20 of the
  • the second insert body 34 is preferably a metal ring, in particular a spring ring, which spreads against the circumferential surface of the rotating part 3 which faces the fixed part 2.

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Drehverteileranordnung (1) zum Durchleiten wenigstens eines Mediums, mit einem feststehenden Teil (2), welches zumindest einen ersten Kanalabschnitt (4) aufweist, einem um eine Rotationsachse (RA) rotierenden Teil (3), welches zumindest einen zweiten Kanalabschnitt (5) aufweist, mindestens einem Lager (28, 29) zwischen dem feststehenden Teil (2) und dem rotierenden Teil (3), einem zwischen dem feststehenden Teil (2) und dem rotierenden Teil (3) ausgebildeten ringförmigen Zwischenraum (6) und einer Dichtanordnung (7), welche in dem ringförmigen Zwischenraum (6) angeordnet ist und den ringförmigen Zwischenraum (6) gegenüber dem ersten Kanalabschnitt (4) und dem zweiten Kanalabschnitt (5) abdichtet, wobei die Dichtanordnung (7) wenigstens zwei ringförmig ausgebildete und voneinander beabstandete Dichtelemente (8) und ein Abstandselement (9) umfasst, wobei das Abstandselement (9) als hohlzylinderförmiger Grundkörper (10) ausgebildet ist, der zumindest eine Durchbrechung (11) aufweist, wobei die zumindest eine Durchbrechung (11) zur Herstellung einer Strömungsverbindung zwischen dem ersten Kanalabschnitt (4) und dem zweiten Kanalabschnitt (5) dient und wobei an dem Abstandselement (9) entlang der Rotationsachse (RA) oberhalb und unterhalb je ein Dichtelement (8) anliegt.

Description

Drehverteileranordnung mit einer Dichtanordnung
Die Erfindung bezieht sich auf eine Drehverteileranordnung zum Durchleiten wenigstens eines Mediums gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
Derartige Drehverteileranordnungen kommen beispielsweise in Behälter-,
Behandlungs- und Füllmaschinen und dgl. zum Einsatz und sind hinsichtlich ihres Aufbaus und Funktionsweise prinzipiell bekannt. Üblicherweise ist die Leitung, durch welche hindurch das Medium zugeführt wird, stationär angeordnet, während sich das Behältnis, in welche das Medium eingefüllt werden soll, demgegenüber dreht bzw. sich in Rotation befindet. Zu diesem Zweck ist es nötig, eine Drehverteileranordnung vorzusehen, die insbesondere dazu dient, flüssige oder gasförmige Medien von einem feststehenden Teil der Anlage in einem rotierenden Teil der Anlage zu übertragen. Um das Medium von dem feststehenden Teil in den rotierenden Teil der Anlage überzuleiten, ist es erforderlich, den Überleitbereich derart abzudichten, dass ein dichter Strömungskanal zwischen dem feststehenden Teil und dem rotierenden Teil entsteht. Gleichzeitig wird durch die Abdichtung verhindert, dass von außen Fremdstoff in den Strömungskanal bzw. die abzufüllenden Behältnisse gelangt.
Aus dem Stand der Technik sind bereits Drehverteileranordnungen mit
Dichtungseinrichtungen bekannt, bei denen in eine umlaufende, nutförmige
Ausnehmung eine Dichtung eingelegt wird. Da diese Dichtungen in die
entsprechenden Ausnehmungen eingesetzt werden, müssen diese aus einem flexiblen Material hergestellt sein, so dass der Einbau der Dichtungen in die
Ausnehmung möglich ist. Solche Dichtungen werden herkömmlicherweise als Nutringe bezeichnet. Die Dichtungen haben jedoch einerseits den Nachteil, dass diese, nicht für hohe Umfangsgeschwindigkeiten geeignet sind, andererseits ein erhöhter Verschleiß festzustellen ist, wenn hohe Drücke an der
Drehverteileranordnung anliegen. Ein erhöhter Verschleiß der Dichtungen führt zwangsläufig dazu, dass die Dichtungen häufiger ausgetauscht und die Anlage öfter gewartet werden muss. Ein häufiger Stillstand der Anlage ist die Folge. Ferner sind Drehverteileranordnungen mit geschichteten Ringen bekannt. Hierbei werden die Dichtungen zunächst in die geschichteten Ringe eingelegt, bevor die Ringe anschließend verbunden werden. Nach dem Verbinden der Ringe erhält man ein Bauteil, das dem äußeren der Drehverteileranordnung entspricht. Zwar haben derartige Drehverteileranordnungen den Vorteil, dass Dichtungen aus einem steifen Material wie PTFE verwendet werden können, jedoch ist die Montage des Bauteils sowie die Herstellung der Ringe äußerst aufwendig. Dies liegt insbesondere daran, dass in die Ringe viele Passungen mit präzisen Toleranzen eingebracht werden müssen.
Schließlich wird in der DE 296 20 323 U1 ein Drehverteiler für rotierende
Gefäßfüllmaschinen beschrieben, umfassend ein feststehendes Teil und ein rotierendes Teil, wobei an das feststehende Teil mehrere Zuleitungen und an das rotierende Teil mehrere Ableitungen angeschlossen sind, wobei jede Zuleitung mit ihrer Ableitung durch Kanäle im Inneren des rotierenden Teils verbunden ist.
Weiterhin sind in dem feststehenden Teil mehrere Ringnuten ausgebildet, die jeweils eine Dichtung aufnehmen. Durch die Dichtungen werden die den Drehverteiler durchströmenden Fluide voneinander getrennt. Die Dichtungen umfassen jeweils zwei separate, elastische Dichtringe, die beabstandet voneinander in einem gemeinsamen Gehäuse befestigt sind. Die Dichtringe sind vorzugsweise flache Teflonringe mit einer gebogenen Dichtlippe, wobei die Dichtlippe mit Vorspannung auf der Mantelfläche des rotierenden Teils anliegt. Zwischen den beiden Dichtringen ist ein diese auf Abstand haltender massiver Stützring mit zwei um 180 Grad über den Umfang versetzte Bohrungen eingesetzt, um eine Reinigungsflüssigkeit zur Reinigung des Gehäuseinnenraums einleiten zu können. Nachteilig ist hier, dass sowohl die elastischen Dichtringe als auch der Stützring in einem Gehäuse verbaut sind, wodurch die Montage, insbesondere der Dichtringe sowie deren Wartung äußerst zeitaufwendig ist. Zudem werden hier elastische Dichtringe verwendet, welche für hohe Drücke ungeeignet sind, da diese im Vergleich zu steiferen
Dichtringen einen höheren Verschleiß aufweisen. Darüber hinaus ist durch die Abmessung des Gehäuses der Einbauraum für die Dichtringe sowie für den Stützring fest vorgegeben. Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine
Drehverteileranordnung mit einer Dichtanordnung zur Verfügung zu stellen, welche gegenüber dem Stand der Technik verbessert ist. Genauer gesagt, soll eine
Dichtanordnung bereitgestellt werden, welche auf einfache Art und Weise montiert werden kann, äußerst robust ist und kostengünstig herzustellen ist.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Drehverteileranordnung nach
Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
Der wesentliche Aspekt der Erfindung der Drehverteileranordnung zum Durchleiten wenigstens eines Mediums ist darin zu sehen, zwischen einem feststehenden Teil und einem um eine Rotationsachse rotierenden Teil ausgebildeten ringförmigen Zwischenraum eine Dichtanordnung vorgesehen ist, welche den ringförmigen Zwischenraum gegenüber einem ersten Kanalabschnitt und einem zweiten
Kanalabschnitt abdichtet, wobei die Dichtanordnung wenigstens zwei ringförmig ausgebildete und voneinander beabstandete Dichtelemente und ein
Abstandselement umfasst, wobei das Abstandselement als hohlzylinderförmiger Grundkörper ausgebildet ist, der zumindest eine Durchbrechung aufweist, wobei die zumindest eine Durchbrechung zur Herstellung einer Strömungsverbindung zwischen dem ersten Kanalabschnitt und dem zweiten Kanalabschnitt dient und wobei an dem Abstandselement entlang der Rotationsachse oberhalb und unterhalb je eine Dichtelement anliegt. Durch vorteilhafte Anordnung der Dichtelemente und der Abstandselemente in dem Zwischenraum, ist ein einfacher und schneller Einbau bzw. Austausch der Dichtelemente und der Abstandselemente möglich.
Einhergehend sind damit geringe Stillstandzeiten der Anlagen verbunden. Da die Dichtelemente und Abstandselemente als einzelne Bauteile vorliegen, ist ein modulartiger Aufbau der Dichtanordnung möglich, wodurch die Dichtanordnung je nach Anforderung individuell zusammensetzbar ist.
In einer vorteilhaften Ausführungsform weist jedes der Dichtelemente einen zentralen Dichtelementgrundkörper und zumindest einen gebogenen, von dem zentralen Dichtelementgrundkörper wegstehenden Dichtlippenabschnitt auf. Es ist jedoch aus denkbar, an jedem der Dichtelemente zwei gebogene und in dieselbe Richtung zeigende Dichtlippenabschnitte vorzusehen. Von Vorteil ist, wenn jedes der
Dichtelemente zwei gebogene, voneinander wegweisende und von dem
Dichtelementgrundkörper wegstehende Dichtlippenabschnitte aufweist. Durch die zwei gebogenen, voneinander wegweisenden Dichtlippenabschnitte werden die Dichtelemente im eingebauten Zustand stabilisiert. Weiterhin können derartige gebogene Dichtlippenabschnitte einen mit dem ersten Dichtlippenabschnitt in Verbindung stehenden ersten Durchleitbereich sowie für einen mit dem zweiten Dichtlippenabschnitt in Verbindung stehenden zweiten Durchleitbereich optimal abdichten. Folglich können bei mehrere übereinander angeordneten
Durchleitbereichen die Anzahl der Dichtelemente reduziert werden.
Vorteilhafterweise weist jedes der Dichtelement einen Dichtelementgrundkörper auf, wobei der Dichtelementgrundkörper mit der ersten Seitenfläche positions- und rutschfest entweder an dem feststehenden Teil oder an dem rotierenden Teil angebracht ist und an der zweiten Seitenfläche der erste und/oder zweite
Dichtlippenabschnitt angeordnet ist.
Dabei ist mindestens ein Lager, idealerweise zwei oder mehrere Lager zwischen dem rotierenden Teil und dem feststehenden Teil vorgesehen. Diese Lager sind bei einer vorteilhaften Ausführungsform als Hybridlager ausgebildet, weisen also mindestens ein Keramikbauteil auf, und sind derart eingebaut, dass sie einzeln oder gemeinsam von einem Medium durchströmbar sind. Hierfür sind in der Regel geeignete Zuführöffnungen zur Ausbildung eines sinnvollen Strömungsweges vorzusehen.
In einer weiteren Ausführungsform ist der Dichtelementgrundkörper mit dessen ersten Seitenfläche an dem feststehenden Teil angebracht und der erste und/oder zweite Dichtlippenabschnitt liegt an der dem feststehenden Teil zugewandten Oberfläche des rotierenden Teils an. In einer alternativen Ausführungsform ist der Dichtelementgrundkörper mit dessen ersten Seitenfläche an dem rotierenden Teil befestigt und der erste und/oder zweite Dichtlippenabschnitt streift über eine dem rotierenden Teil zugewandte Oberfläche des feststehenden Teils. Gemäß einer weiteren vorteilhaften weist der der Dichtelementgrundkörper an der ersten Seitenfläche eine umlaufende, nutförmig ausgebildete Ausnehmung zur Aufnahme eines Dichtrings, insbesondere O-Rings, auf. Durch die zusätzlich einsetzbare Dichtung wird die Dichtwirkung von dem Durchleitbereich zum
Zwischenraum nochmals verbessert.
Besonders vorteilhaft ist, dass die Querschnittsfläche des Dichtelementgrundkörper von der ersten Seitenfläche in Richtung der zweiten Seitenfläche abnehmend ausbildet ist, um eine angeschrägte Ober- und Unterseite zu erhalten, wobei die Oberseite und Unterseite je eine Anlagefläche für ein Abstandselement ausbilden.
Zweckmäßig ist an dem Dichtelementgrundkörper ein zentraler
Dichtelementführungsabschnitt vorgesehen, an dem zumindest ein
Dichtlippenabschnitt angrenzt oder der zwischen dem ersten und zweiten
Dichtlippenabschnitt angeordnet ist und zur Stabilisierung des Dichtelementes in dem Zwischenraum dient. Außerdem vorteilhaft ist, dass sich der erste und/oder zweite Dichtlippenabschnitt zumindest abschnittsweise an dem
Dichtelementführungsabschnitt abstützen kann.
Als vorteilhaft ist zu sehen, dass der zumindest eine Dichtlippenabschnitt des jeweiligen Dichtelements eine Eigenvorspannung aufweist. Weiterhin vorteilhaft umfasst der zumindest eine Dichtlippenabschnitt des jeweiligen Dichtelements eine Einlagefeder. Diese Einlagefeder ist vorzugsweise aus Edelstahl oder ähnlichen Materialien hergestellt.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung ist das Dichtelement aus Kunststoff, insbesondere PTFE oder PCTFE hergestellt. Das Dichtelement kann jedoch auch aus einem Werkstoff, welcher durch ein Spritzgussverfahren hergestellt werden kann, bestehen. Vorteilhaft ist außerdem die einstückige Ausbildung des jeweiligen Dichtelements.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführung ist zumindest eine Durchbrechung radial zur Flohlzylinderhauptachse in das Abstandselement eingebracht ist. Die Durchbrechung kann dabei eine beliebige Querschnittsform, insbesondere kreisförmige, ellipsenförmige, vieleckige Querschnittsform, aufweisen. Von Vorteil ist ferner, wenn die Querschnittsform und/oder die Abmessung der Durchbrechung der des ersten Kanalabschnitts und/oder des zweiten Kanalabschnitts entspricht.
Vorteilhafterweise sind in das Abstandselement mehrere, insbesondere, zwei bis zwölf, vorzugsweise sechs bis zehn, voneinander beabstandete Durchbrechungen eingebracht.
Zweckmäßig ist, dass das Abstandselement zwischen einem ersten Dichtelement und einem zweiten Dichtelement aufgenommen wird, in dem die Deckfläche an der Unterseite des Dichtelementgrundkörpers des ersten Dichtelements und die
Bodenfläche an der Oberseite des Dichtelementgrundkörpers des zweiten
Dichtelements anliegt.
In einer weiteren Ausführungsform ist die Bodenfläche und Deckfläche von der inneren Mantelfläche in Richtung der äußeren Mantelfläche angeschrägt, so dass die Höhe der inneren Mantelfläche größer ist als die Höhe der äußeren Mantelfläche und die jeweilige Neigung der angeschrägten Bodenfläche und Deckfläche im
Wesentlichen der der jeweiligen Oberseite und Unterseite des Dichtelements entspricht.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Abstandselement an dem
feststehenden Teil oder dem rotierenden Teil positions- und rutschfest angebracht, wobei das Abstandselement an demjenigen Teil angebracht ist, an dem auch das jeweilige Dichtelement positions- und rutschfest angebracht ist. Besonders vorteilhaft ist es, die Dichtanordnung modulartig auszubilden.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Figuren an Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Schnittdarstellung einer erfindungsgemäßen
Drehverteileranordnung,
Fig. 2 eine vergrößerte Darstellung eines Teils der
Drehverteileranordnung gemäß Figur 1 , Fig. 3 beispielhaft eine perspektivische Darstellung eines
Abstandselements mit mehreren Durchbrechungen
Fig. 4 eine schematische Schnittdarstellung des Abstandselements gemäß Figur 3,
Fig. 5 beispielhaft eine perspektivische Darstellung eines
Dichtelements und
Fig. 6 eine schematische Schnittdarstellung des Dichtelements gemäß
Figur 5.
In Figur 1 ist mit dem Bezugszeichen 1 eine Drehverteileranordnung zum Durchleiten wenigstens eines Mediums gezeigt. Eine erfindungsgemäße Drehverteileranordnung 1 kommt beispielsweise in einer nicht näher dargestellten
Getränkebehälterabfüllanlage zum Einsatz.
Die Drehverteileranordnung 1 dient üblicherweise dazu, flüssige und/oder gasförmige Medien vom feststehenden Bereich der Anlage an den rotierenden Teil der Anlage zu übertragen bzw. durchzuleiten. Bei den durch die Drehverteileranordnung 1 durchzuleitenden Medien kann es sich um verschiedenste Medien, insbesondere flüssige und/oder gasförmige Medien wie beispielsweise Nahrungsmittel, Getränke, kohlensäurehaltigen Gase, Reinigungsgase, Reinigungsflüssigkeiten, CIP- Flüssigkeiten, etc. handeln.
Die Drehverteileranordnung 1 weist zunächst eine sich in Längsrichtung
erstreckende Längsachse auf, welche gleichzeitig auch die Drehachse bzw.
Rotationsachse RA der Drehverteileranordnung 1 darstellt. Weiterhin weist die Drehverteileranordnung 1 einen feststehenden Teil und einen um die Rotationsachse RA rotierenden Teil auf, wobei im vorliegenden Ausführungsbeispiel der
feststehende Teil mit dem Bezugszeichen 2 und der rotierende Teil mit dem
Bezugszeichen 3 bezeichnet ist. In einem alternativen, nicht näher dargestellten, Ausführungsbeispiel kann die Anordnung aber auch umgekehrt ausgeführt sein, so dass das Teil 2 als rotierendes Teil ausgebildet ist und das Teil 3 als feststehendes Teil ausgebildet ist. In beiden Ausführungsbeispielen weisen der feststehende Teil 3 eine rotationssymmetrische und zum rotierenden Teil 2 zeigende bzw. weisende Mantelfläche auf und das rotierende Teil 2 eine rotationssymmetrische und zum feststehenden Teil 3 zeigende Mantelfläche auf.
Der rotierende Teil 3 wird dabei über eine nicht näher dargestellte
Antriebseinrichtung gedreht bzw. angetrieben. Zur Übertragung der
Rotationsbewegung ist üblicherweise eine Welle 35, vorzugsweise Hohlwelle vorgesehen. Da die Hohlwelle thermisch entkoppelt ist, ist es möglich, durch die Hohlwelle Kabel, Leitungen oder dgl. zuführen. Mit dem Bezugszeichen 32 ist in der Figur 1 schematisch das Grundgestell bzw. Grundträger, weicher auch als Fußträger ausgebildet sein kann, angedeutet, mit welchem im vorliegenden
Ausführungsbeispiel das feststehende Teil 2 verbunden ist.
Zur drehbaren Anordnung des rotierenden Teils 3 gegenüber dem feststehenden Teil 2 sind mehrere Lager 28, 29 vorgesehen. Bei den Lagern 28, 29 handelt es sich vorzugweise um Kugellager, insbesondere Keramiklager oder Hybridlager wie z.B. Rillenkugellager. Das Hybridlager hat dabei den Vorteil, dass es nur einen sehr geringen Verschleiß aufweist. Zudem entstehen bei einem Hybridlager bei schneller Drehung nur geringe Fliehkräfte, wodurch die Lebensdauer des Lagers erhöht werden kann.
Bei der Verwendung eines Keramiklagers bzw. Hybridlagers als erstes und zweites Lager 28, 29 ist es möglich, dass durch diese ein Medium, vorzugsweise ein
Reinigungsmedium, strömen kann. Diese Strömungswege A, B sind vorliegend in der Figur 7 als strichpunktierte Linie angedeutet. Das Ausführungsbeispiel nach Figur 7 entspricht ansonsten weitgehend dem nach Figur 1. Dabei ist weiterhin mindestens je eine Zuführöffnung 40, 41 vorgesehen, die zum jeweiligen, an die Lager 28, 29 angrenzenden, inneren Zwischenraum 6 führt und durch welche die Strömungswege A, B des Medium verlaufen.
Eine weitere strichpunktierte Linie C zeigt den inneren Strömungsweg C eines Reinigungsfluides, entlang der Welle 35 und dem feststehenden Teil 2. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel der Figur 1 werden Lager 28, 29 verwendet, welche zumindest an einer Seite von einer Schutz-/Deckplatte 31 abgedeckt werden, wobei die Schutz-/Deckplatten 31 die Lager 28, 29 im Wesentlichen vor
Verschmutzungen und Fremdstoffen schützen. An dem ersten Lager 28 ist zusätzlich ein Kopf- oder Spannkranz vorgesehen, welcher das Lager 28 in Position hält.
Zwischen dem feststehenden Teil 2 und dem rotierenden Teil 3 weist die
Drehverteileranordnung 1 einen ringförmig ausgebildeten Zwischenraum 6 auf, in welchem die erfindungsgemäße Dichtanordnung 7 angeordnet ist und der von den gegenüberliegenden Mantelflächen eingeschlossen wird.
Wie aus Figur 1 zu erkennen ist, weist der feststehende Teil 2 zumindest einen ersten Kanalabschnitt 4, welcher an einem Ende in einer Einlassöffnung endet, an welchem eine Leitung zum Zuführen eines Mediums angeschlossen ist, und an dem anderen Ende in einer Auslassöffnung endet, von welchem das Medium über einen Durchleitbereich 27 dem rotierenden Teil 3 zugeführt wird. Das rotierende Teil 3 weist zumindest einen zweiten Kanalabschnitt 5 auf, dessen Einlassöffnung derart positioniert werden kann, dass zwischen dem feststehenden Teil 2 und dem rotierenden Teil 3 eine Strömungsverbindung hergestellt werden kann. Das der Einlassöffnung des rotierenden Teils 3 gegenüberliegende Ende des zumindest zweiten Kanalabschnitts 5 dient vorliegend dazu, dass das durchzuleitenden Medium an eine sich drehende, nicht näher dargestellte Füllstation weitergeleitet werden kann.
Um den Durchleitbereich 27 zwischen dem ersten Kanalabschnitt 4 des
feststehenden Teils 2 und dem korrespondierenden, zweiten Kanalabschnitt 5 des rotierenden Teils 3 abzudichten, ist eine Dichtanordnung 7 vorgesehen. Diese umfasst erfindungsgemäß wenigstens zwei ringförmig ausgebildete und voneinander beabstandete Dichtelementen 8 und ein Abstandselement 9. Das Dichtelement 8 ist in den Figuren 5 und 6 in einer vergrößerten Detailansicht beispielhaft gezeigt. Bei dem Dichtelement 8 handelt es sich im Wesentlichen um eine ringförmig
ausgebildete Dichtung, welche aus Kunststoff, insbesondere PTFE oder PCTFE hergestellt ist. Alternativ kann das Dichtelement 8 auch aus artverwandten Werkstoffen, welche durch ein Spritzgussverfahren hergestellt werden können, bestehen. Um jedoch ein möglichst robustes Dichtelement zu erhalten, werden vorzugsweise Kunststoffe verwendet, die relativ steif sind. So hat beispielsweise der Kunststoff PTFE oder PCTFE die Eigenschaft, einerseits robust zu sein, andererseits eine gute Dichtwirkung zu erzielen. Durch die Fierstellung des Dichtelements 8 aus einem Kunststoff ist es möglich, dass Dichtelement 8 auch einstückig auszubilden.
Jedes Dichtelement 8 weist eine Flauptachse FIA, um welche sich das jeweilige Dichtelement 8 konzentrisch erstreckt, und eine durch den Mittelpunkt P des jeweiligen Dichtelements 8 verlaufende und die Flauptachse FIA im Mittelpunkt P schneidende Flauptebene FHE auf. Den Grundkörper des Dichtelements bildet ein zentraler Dichtelementengrundkörper, welcher in der Figur 6 mit dem Bezugszeichen 12 bezeichnet ist. Dieser weist eine erste, sich parallel zur Flauptachse FIA
erstreckenden Seitenfläche 15 und eine zweite, der ersten Seitenfläche 15
gegenüberliegenden Seitenfläche 16 auf.
Neben der ersten und zweiten Seitenfläche 15, 16 weist der
Dichtelementgrundkörper 12 eine sich im Wesentlichen parallel zur Flauptebene FHE verlaufende Oberseite 19 und Unterseite 20 auf, wobei die Querschnittsfläche des Dichtelementgrundkörper 12 von der ersten Seitenfläche 15 in Richtung der zweiten Seitenfläche 16 abnehmend ausgebildet ist. Demzufolge kann die Oberseite 19 und Unterseite 20 je eine schräge Fläche aufweisen, welche gegenüber der Flauptebene FIE einen Neigungswinkel a einschließt. Der Neigungswinkel a beträgt vorzugsweise zwischen 1 Grad und 20 Grad, insbesondere zwischen 5 Grad und 15 Grad.
Besonders bevorzugt beträgt der Neigungswinkel 10 Grad. Die Oberseite 19 und Unterseite 20 bilden zudem eine Anlagefläche für je ein Abstandselement 9 aus.
Zusätzlich kann an der ersten Seitenfläche 15 des Dichtelementgrundkörpers 12 eine umlaufende, nutförmig ausgebildete Ausnehmung 17 zur Aufnahme eines Dichtrings, insbesondere O-Rings, vorgesehen sein, um im vorliegenden Ausführungsbeispiel eine verbesserte Dichtwirkung gegenüber der Mantelfläche des rotierenden Teils 3 erzielen zu können. Die nutförmig ausgebildete Ausnehmung 17 ist dabei
vorteilhafterweise mittig in die Seitenfläche 15 des Dichtelementgrundkörpers 12 eingebracht. Darüber hinaus weist das Dichtelement 8 zumindest einen gebogenen, von dem zentralen Dichtelementgrundkörper wegstehenden Dichtlippenabschnitt 13, 14 auf. Der zumindest eine Dichtlippenabschnitt 13, 14 erstreckt sich dabei von der
Hauptebene HE weg und zwar in Richtung der Hauptachse HA. Durch die gebogene Form des zumindest einen Dichtlippenabschnitts 13, 14, weist der zumindest eine Dichtlippenabschnitt 13, 14 von der Hauptebene HE bis zum wegstehenden, freien Rand eine im Wesentlichen kegelstumpfförmige Form auf. Um eine noch sichere Abdichtung zu erzielen, können auch mehrere, vorzugsweise zwei gebogene und in dieselbe Richtung zeigende Dichtlippenabschnitte vorgesehen sein. In den Figuren 5 und 6 ist eine bevorzugte Ausführungsform des Dichtelements dargestellt, nämlich ein Dichtelement 8 mit zwei gebogenen, voneinander wegweisenden und von dem Dichtelementgrundkörper 12 wegstehenden Dichtlippenabschnitte 13, 14. Wie in Figur 6 gezeigt, sind ein erster Dichtlippenabschnitt 13 und ein zweiter
Dichtlippenabschnitt 14 vorgesehen, welche über die Hauptebene HE
spiegelsymmetrisch zueinander angeordnet sind und sich konzentrisch um die Hauptachse HA erstrecken. Zur besseren Abdichtung gegenüber der Mantelfläche des feststehenden Teils 2 können der erste und/oder zweite Dichtlippenabschnitt 13, 14 beispielsweise eine Eigenvorspannung aufweisen. In einem alternativen
Ausführungsbeispiel kann der erste und/oder zweite Dichtlippenabschnitt 13, 14 des jeweiligen Dichtelements 8 eine Einlagefeder umfassen. Die Einlagefeder ist vorzugsweise aus einem Material mit elastischen bzw. federnden Eigenschaften wie z.B. Edelstahl oder ähnlichen Materialien hergestellt. Durch die federnde
Ausgestaltung der Dichtlippenabschnitte 13, 14 sind diese bei Druck
selbstunterstützend dichtend ausgebildet.
An dem Dichtelementgrundkörper 12 ist ferner ein zentraler
Dichtelementführungsabschnitt 18 vorgesehen, der zwischen dem ersten und zweiten Dichtlippenabschnitt 13, 14 angeordnet ist und zur Stabilisierung des
Dichtelementes 8 in dem Zwischenraum 6 dient. Vielmehr liegt der
Dichtelementführungsabschnitt 18 im vorliegenden Ausführungsbeispiel zur
Stabilisierung an der Mantelfläche des feststehenden Teils 2 an. Außerdem kann der erste und zweite Dichtlippenabschnitt 13, 14 derart ausgebildet sein, dass sich diese zumindest abschnittsweise an dem Dichtelementführungsabschnitt 18 abstützen können. In einer nicht dargestellten Ausführungsvariante weist der
Dichtelementgrundkörper 12 einen zentralen Dichtelementführungsabschnitt 18 und eine an den zentralen Dichtelementführungsabschnitt 18 angrenzenden
Dichtlippenabschnitt auf.
Das erfindungsgemäße Dichtelement 8 wird im vorliegenden Ausführungsbeispiel so in den Zwischenraum 6 eingesetzt, dass der Dichtelementgrundkörper 12 mit dessen ersten Seitenfläche 15 an dem rotierenden Teil 3 angebracht ist und der erste und zweite Dichtlippenabschnitt 13, 14 über eine dem rotierenden Teil 3 zugewandte Oberfläche des feststehenden Teils 2 streift. In einer alternativen, nicht dargestellten, Ausführungsform wird das Dichtelement derart in den Zwischenraum 6 eingesetzt, dass der Dichtelementgrundkörper 12 mit dessen erste Seitenfläche 15 an dem feststehenden Teil 2 angebracht ist und der erste und zweite Dichtlippenabschnitt 13, 14 an der dem feststehenden Teil 2 zugewandten Oberfläche des rotierenden Teils 3 anliegt. Je nach Ausführungsform ist der Dichtelementgrundkörper 12 weiterhin mit der ersten Seitenfläche 15 positions- und rutschfest entweder an dem feststehenden Teil 2 oder an dem rotierenden Teil 3 angebracht ist. Damit die Dichtelemente 8 in Form und Lage dichtend positioniert werden können, werden diese axial von beiden Seiten vorgespannt.
Neben dem Dichtelementen 8 weist die Dichtanordnung ein Abstandselement 9 auf, welches in den Figuren 3 und 4 detaillierter dargestellt ist und welches als
hohlzylinderförmiger Grundkörper 10 ausgebildet ist, wobei dieser eine
Hohlzylinderhauptachse ZHA aufweist und aus einer Hohlzylinderwandung 21 mit einer inneren Mantelfläche 22 und einer äußeren Mantelfläche 23 besteht. Der hohlzylinderförmiger Grundkörper 10 weist ferner eine sich von der inneren
Mantelfläche 22 in Richtung der äußeren Mantelfläche 23 erstreckende Bodenfläche 24 und Deckfläche 25 auf. Da das Abstandselement 9 im eingebauten Zustand mit zumindest zwei Dichtelementen 8.1 , 8.2 zusammenwirkt, ist die Bodenfläche 24 und Deckfläche 25 von der inneren Mantelfläche 22 in Richtung der äußeren
Mantelfläche 23 angeschrägt, so dass die Höhe h1 der inneren Mantelfläche 22 größer ist als die Höhe h2 der äußeren Mantelfläche 23. Insbesondere entspricht die Neigung der jeweiligen angeschrägten Bodenfläche 24 und Deckfläche 25 im
Wesentlichen der Neigung a der jeweiligen Oberseite 19 und Unterseite 20 des Dichtelements 8.1 , 8.2. Da die schrägen Flächen der Dichtelemente 8.1 , 8.2, gegenläufig zu den schrägen Flächen des Abstandselements 9 ausgebildet sind, ergibt sich durch die gegenseitige Abstützung der schrägen Flächen eine besonders gute Dichtwirkung.
Bei der Montage der Dichtanordnung 7 wird zunächst nacheinander ein zweites Dichtelement 8.2, ein Abstandselement 9 und ein erstes Dichtelement 8.1 in den Zwischenraum 6 eingesetzt und positioniert. Das Abstandselement 9 wird also zwischen dem ersten Dichtelement 8.1 und dem zweiten Dichtelement 8.2
aufgenommen. Genauer gesagt, liegt die Deckfläche 25 des Abstandselements 9 an der Unterseite 20 des Dichtelementgrundkörpers 12 des ersten Dichtelements 8.1 und die Bodenfläche 24 des Abstandselements 9 an der Oberseite 19 des
Dichtelementgrundkörpers 12 des zweiten Dichtelements 8.2 an.
Zur Herstellung einer Strömungsverbindung zwischen dem ersten Kanalabschnitt 4 und dem zweiten Kanalabschnitt 5 weist das Abstandselement 9 zumindest eine Durchbrechung 11 auf, wobei die zumindest eine Durchbrechung 11 radial zur Hohlzylinderhauptachse ZHA in das Abstandselement 9 eingebracht ist. Bevorzugter Weise ist die Querschnittsform der Durchbrechung 11 kreisförmig ausgebildet. Es ist jedoch auch eine andere Querschnittsform denkbar, wie beispielsweise
ellipsenförmig, vieleckig, insbesondere rechteckig oder quadratisch. Um eine möglichst gute Strömungsverbindung zwischen ersten Kanalabschnitt 4 und dem zweiten Kanalabschnitt 3 hersteilen zu können, ist es vorteilhaft, wenn die
Querschnittsform und/oder die Abmessung der Durchbrechung 11 der des ersten Kanalabschnitts 4 und/oder des zweiten Kanalabschnitts 5 entspricht.
Wie auch die Dichtelemente 8 ist auch das zumindest eine Abstandselement 9 je nach Ausführungsform an dem feststehenden Teil 2 oder dem rotierenden Teil 3 positions- und rutschfest angebracht ist. Im Ausführungsbeispiel gemäß Figur 1 , ist das Abstandselement 9 positions- und rutschfest an der Mantelfläche des
rotierenden Teils 3 angebracht. Die dichtende Positionierung des Abstandselements 9 in Form und Lage erfolgt dadurch, dass dieses von beiden Seiten axial
vorgespannt wird. Beim Einbau des Abstandselements 9 in den Zwischenraum 6 ist die Lage der Durchbrechung 11 nicht spezifiziert, d.h. die Strömungsverbindung ist nach dem Einbau nicht zwangsläufig gegeben. Es ist möglich, dass das Abstandselement 9 erst eine Strömungsverbindung herstellt, wenn sich das rotierende Teil 3 gegenüber dem feststehenden Teil 2 soweit dreht, dass die Durchbrechung 11 den ersten Kanalabschnitt 4 erreicht hat. Um eine möglichst gute Strömungsverbindung hersteilen zu können, sind in das Abstandselement 9 mehrere voneinander beabstandete Durchbrechungen 11 , insbesondere zwei bis zwölf Durchbrechungen, vorzugsweise sechs bis zehn Durchbrechungen eingebracht.
Des Weiteren befindet sich im vorliegenden Ausführungsbeispiel in dem rotierenden Teil 3 eine kanalartig ausgebildete und zum Zwischenraum 6 hin offene Ringkammer 26 zur Pufferung eines Mediums. Das durchzuleitende Medium gelangt somit über die Zuleitung über den ersten Kanalabschnitt 4 zum Durchleitbereich 27, bevor sich das Medium in der Ringkammer 26 sammelt und über zumindest einen zweiten Kanalabschnitt 5 an die sich drehenden, nicht näher dargestellten Füllstationen weitergeleitet werden kann.
Wie die Figuren 1 und 2 zeigen, weist die Drehverteileranordnung einen
feststehenden Teil 2 mit drei ersten Kanalabschnitten 4 und einen rotierenden Teil 3 mit drei zweiten Kanalabschnitten 5 auf. Um drei Strömungsverbindungen zwischen den ersten Kanalabschnitten 4 und den Kanalabschnitten 5 hersteilen zu können, sind drei Abstandselemente 9 notwendig. In jedem Durchleitbereich 27 wird ein Abstandselement 9 angeordnet, wobei zur Abdichtung vier Dichtungselemente 8 eingesetzt werden müssen. Demzufolge liegt jedes Abstandselement 9 mit seiner jeweiligen Bodenfläche 24 und Deckfläche 25 an der Oberseite 19 oder Unterseite 20 eines Dichtelements 8 an. Der Einbau der Dichtanordnung 7 erfolgt im
vorliegenden Ausführungsbeispiel durch abwechselndes Einsetzen von
Dichtelementen 8 und Abstandselementen 9. Durch diese Dichtanordnung 7 ist ein modulartiger Aufbau möglich. Da die Dichtanordnung 7 unabhängig von einem Einbauraum ist, können die Abstandselemente und/oder Dichtungen in ihren
Abmessungen entsprechend den Anforderungen der Anlage ausgestaltet sein. So ist es denkbar Abstandselemente 9 mit unterschiedlichen Größen einzubauen, insbesondere mit unterschiedliche großen Durchbrechungen 11 zum Durchleiten des Mediums. Außerdem können die zueinander zeigenden Mantelflächen des feststehenden Teils 2 und/oder des rotierenden Teils 3 nutfrei ausgestaltet werden.
Zur Verbesserung der Haftung des Abstandselements 9 und/oder des Dichtelements 8 ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel die zum feststehenden Teils 2 zeigende Mantelfläche des rotierenden Teils 3 zumindest abschnittsweise, vorzugsweise vollständig, geschliffen. Um den Verschleiß der Dichtelemente 8 zu reduzieren, ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel an der zum rotierenden Teil 3 zeigenden
Mantelfläche des feststehenden Teils 2 eine Beschichtung aufgebracht, welche vorzugsweise die Reibung zwischen den Dichtlippenabschnitte 13, 14 und der Mantelfläche minimiert.
Des Weiteren ist zwischen dem zweiten Lager 29 und dem zweiten Dichtelement 8.2. eine Stützvorrichtung angeordnet, umfassend einen ersten Einlagekörper 33 und einen zweiten Einlagekörper 34. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der erste Einlagekörper 33 als Metallring ausgebildet und in eine am rotierenden Teil 3 eingebrachte Ringnut eingesetzt. Der Metallring bildet dabei eine Art Halte-/Stützring und dient dazu, die zwischen dem feststehenden Teil 2 und dem rotierenden Teil 3 befindliche Dichtanordnung 7 zu halten bzw. zu tragen. Als Metallring können dabei unterschiedliche Typen wie beispielsweise ein Federring oder ein zweigeteilter Metallring, ein O-förmig ausgebildeter Metallring oder dgl. zum Einsatz kommen. Zwischen dem oberen Ende des ersten Einlagekörpers 33 und der Unterseite 20 des Dichtelementgrundkörpers 12 des zweiten Dichtelements 8.2 ist der zweite
Einlagekörper 34 angeordnet. Die in Richtung des zweiten Dichtelements 8.2 weisende, obere Fläche des zweiten Einlagekörpers 34 ist dabei vorzugsweise an die Kontur des Dichtelements 8.2. angepasst bzw. die Neigung der Fläche des zweiten Einlagekörpers 34 ist gegenläufig zur Neigung der Unterseite 20 des
Dichtelementgrundkörpers 12 des zweiten Dichtelements 8.2. ausgebildet. Der zweite Einlagekörper 34 ist vorzugsweise ein Metallring, insbesondere Federring, welcher sich gegen die zum feststehenden Teils 2 zeigende Mantelfläche des rotierenden Teils 3 spreizt. Bezugszeichenliste
1 Drehverteileranordnung
2 feststehendes Teil
3 rotierendes Teil
4 erster Kanalabschnitt
5 zweiter Kanalabschnitt
6 Zwischenraum
7 Dichtanordnung
8 Dichtelement
8.1 erstes Dichtelement
8.2 zweites Dichtelement
9 Abstandselement
10 Grundkörper
1 1 Durchbrechung
12 Dichtelementgrundkörper
13 erster Dichtlippenabschnitt
14 zweiter Dichtlippenabschnitt
15 erste Seitenfläche
16 zweite Seitenfläche
17 nutförmige Ausnehmung
18 Dichtelementführungsabschnitt
19 Oberseite
20 Unterseite
21 Hohlzylinderwandung
22 innere Mantelfläche
23 äußere Mantelfläche
24 Bodenfläche
25 Deckfläche
26 Ringkammer
27 Durchleitbereich
28 erstes Lager
29 zweites Lager 30 Kopf- oder Spannkranz
31 Schutz-/ Deckplatte
32 Grundgestell
33 erster Einlagekörper
34 zweiter Einlagekörper
35 Welle
40, 41 Zuführöffnung
A, B, C Strömungswege
HA Hauptachse
HE Hauptebene
ZHA Hohlzylinderhauptachse
P Mittelpunkt
RA Rotationsachse
a Neigungswinkel
h1 Höhe der innenliegenden Mantelfläche h2 Höhe der außenliegenden Mantelfläche

Claims

Patentansprüche
1. Drehverteileranordnung (1 ) zum Durchleiten wenigstens eines Mediums, mit
einem feststehenden Teil (2), welches zumindest einen ersten Kanalabschnitt (4) aufweist, einem um eine Rotationsachse (RA) rotierenden Teil (3), welches zumindest einen zweiten Kanalabschnitt (5) aufweist, mindestens einem Lager (28, 29) zwischen dem feststehenden Teil (2) und dem rotierenden Teil (3), einem zwischen dem feststehenden Teil (2) und dem rotierenden Teil (3) ausgebildeten ringförmigen Zwischenraum (6) und einer Dichtanordnung (7), welche in dem ringförmigen Zwischenraum (6) angeordnet ist und den ringförmigen
Zwischenraum (6) gegenüber dem ersten Kanalabschnitt (4) und dem zweiten Kanalabschnitt (5) abdichtet, wobei die Dichtanordnung (7) wenigstens zwei ringförmig ausgebildete und voneinander beabstandete Dichtelemente (8) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtanordnung (7) weiterhin ein Abstandselement (9) umfasst, wobei das Abstandselement (9) als
hohlzylinderförmiger Grundkörper (10) ausgebildet ist, der zumindest eine
Durchbrechung (11 ) aufweist, wobei die zumindest eine Durchbrechung (11 ) zur Herstellung einer Strömungsverbindung zwischen dem ersten Kanalabschnitt (4) und dem zweiten Kanalabschnitt (5) dient und wobei an dem Abstandselement (9) entlang der Rotationsachse (RA) oberhalb und unterhalb je ein Dichtelement (8) anliegt.
2. Drehverteileranordnung (1 ) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das jedes der Dichtelemente (8) einen zentralen Dichtelementgrundkörper (12) und zumindest einen gebogenen, von dem zentralen Dichtelementgrundkörper (12) wegstehende Dichtlippenabschnitt (13, 14) aufweist.
3. Drehverteileranordnung (1 ) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das jedes der Dichtelemente (8) zwei gebogene, voneinander wegweisende und von dem zentralen Dichtelementgrundkörper (12) wegstehende Dichtlippenabschnitte (13, 14) aufweist.
4. Drehverteileranordnung (1 ) nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Dichtelement (8) eine Hauptachse (HA), um welche sich das jeweilige Dichtelement (8) konzentrisch erstreckt, und eine durch den Mittelpunkt (P) des jeweiligen Dichtelements (8) verlaufende und die Hauptachse (HA) im Mittelpunkt (P) schneidende Hauptebene (HE) aufweist, wobei der Dichtelementgrundkörper (12) eine erste, sich parallel zur Hauptachse (HA) erstreckenden Seitenfläche (15) und eine zweite, der ersten Seitenfläche (15) gegenüberliegenden
Seitenfläche (16) aufweist, wobei der Dichtelementgrundkörper (12) mit der ersten Seitenfläche (15) positions- und rutschfest entweder an dem feststehenden Teil (2) oder an dem rotierenden Teil (3) angebracht ist und an der zweiten Seitenfläche (16) der erste und/oder zweite Dichtlippenabschnitt (13, 14) angeordnet ist.
5. Drehverteileranordnung (1 ) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Dichtelementgrundkörper (12) mit dessen ersten Seitenfläche (15) an dem feststehenden Teil (2) angebracht ist und der erste und/oder zweite
Dichtlippenabschnitt (13, 14) an der dem feststehenden Teil (2) zugewandten Oberfläche des rotierenden Teils (3) anliegt oder der Dichtelementgrundkörper (12) mit dessen ersten Seitenfläche (15) an dem rotierenden Teil (3) befestigt ist und der erste und/oder zweite Dichtlippenabschnitt (13, 14) über eine dem rotierenden Teil (3) zugewandte Oberfläche des feststehenden Teils (2) streift.
6. Drehverteileranordnung (1 ) nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Dichtelementgrundkörper (12) an der ersten Seitenfläche (15) eine umlaufende, nutförmig ausgebildete Ausnehmung (17) zur Aufnahme eines Dichtrings, insbesondere O-Rings, aufweist.
7. Drehverteileranordnung (1 ) nach Anspruch 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Dichtelementgrundkörper (12) eine sich im Wesentlichen parallel zur
Hauptebene (HE) verlaufende Oberseite (19) und Unterseite (20) aufweist, wobei die Querschnittsfläche des Dichtelementgrundkörper (12) von der ersten
Seitenfläche (15) in Richtung der zweiten Seitenfläche (16) abnehmend ausbildet ist, um eine angeschrägte Ober- und Unterseite (19, 20) zu erhalten, wobei die Oberseite und Unterseite (19, 20) je eine Anlagefläche für ein Abstandselement (9) ausbilden.
8. Drehverteileranordnung (1 ) nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch
gekennzeichnet, dass an dem Dichtelementgrundkörper (12) ein zentraler Dichtelementführungsabschnitt (18) vorgesehen ist, der an dem zumindest einen Dichtlippenabschnitt (13, 14) angrenzt oder der zwischen dem ersten und zweiten Dichtlippenabschnitt (13, 14) angeordnet ist und zur Stabilisierung des
Dichtelementes (8) in dem Zwischenraum (6) dient.
9. Drehverteileranordnung (1 ) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der erste und/oder zweite Dichtlippenabschnitt (13, 14) sich zumindest
abschnittsweise an dem Dichtelementführungsabschnitt (18) abstützen.
10. Drehverteileranordnung (1 ) nach einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch
gekennzeichnet, dass der zumindest eine Dichtlippenabschnitt (13, 14) des jeweiligen Dichtelements (8) eine Eigenvorspannung aufweist.
11. Drehverteileranordnung (1 ) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Dichtlippenabschnitt (13, 14) des jeweiligen Dichtelements (8) eine Einlagefeder umfasst, welche vorzugsweise aus Edelstahl oder ähnlichen Materialien hergestellt ist.
12. Drehverteileranordnung (1 ) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass das Dichtelement (8) aus Kunststoff, insbesondere PTFE oder PCTFE, oder einem Werkstoff, welcher durch ein Spritzgussverfahren hergestellt werden kann, besteht.
13. Drehverteileranordnung (1 ) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das jeweilige Dichtelement (8) einstückig ausgebildet ist.
14. Drehverteileranordnung (1 ) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass das Abstandselement (9) eine Hohlzylinderhauptachse (ZHA) aufweist und aus einer Hohlzylinderwandung (21 ) mit einer inneren Mantelfläche (22) und einer äußeren Mantelfläche (23) besteht, wobei die zumindest eine Durchbrechung (1 1 ) radial zur Hohlzylinderhauptachse (ZHA) in das Abstandselement (9) eingebracht ist und die Durchbrechung (1 1 ) eine beliebige Querschnittsform, insbesondere kreisförmige, ellipsenförmige, vieleckige Querschnittsform, aufweisen kann.
15. Drehverteileranordnung (1 ) nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Querschnittsform und/oder die Abmessung der Durchbrechung (1 1 ) der des ersten Kanalabschnitts (4) und/oder des zweiten Kanalabschnitts (5) entspricht.
16. Drehverteileranordnung (1 ) nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere, insbesondere, zwei bis zwölf, vorzugsweise sechs bis zehn, voneinander beabstandete Durchbrechungen (1 1 ) in das Abstandselement (9) eingebracht sind, wobei die Durchbrechungen (1 1 ) konzentrisch zur
Hohlzylinderhauptachse (ZHA) angeordnet sind.
17. Drehverteileranordnung (1 ) nach Anspruch 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Abstandselement (9) eine sich von der inneren Mantelfläche (22) in Richtung der äußeren Mantelfläche (23) erstreckende Bodenfläche (24) und Deckfläche (25) aufweist und das Abstandselement (9) zwischen einem ersten Dichtelement (8.1 ) und einem zweiten Dichtelement (8.2) aufgenommen wird, in dem die Deckfläche (25) an der Unterseite des Dichtelementgrundkörpers (12) des ersten Dichtelements (8.1 ) und die Bodenfläche (24) an der Oberseite des Dichtelementgrundkörpers (12) des zweiten Dichtelements (8.2) anliegt.
18. Drehverteileranordnung (1 ) nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Bodenfläche (24) und Deckfläche (25) von der inneren Mantelfläche (22) in Richtung der äußeren Mantelfläche (23) angeschrägt ist, so dass die Höhe (h1 ) der inneren Mantelfläche (22) größer ist als die Höhe (h2) der äußeren
Mantelfläche (23) und die jeweilige Neigung der angeschrägten Bodenfläche (24) und Deckfläche (25) im Wesentlichen der der jeweiligen Oberseite (19) und Unterseite (20) des Dichtelements (8) entspricht.
19. Drehverteileranordnung (1 ) nach einem der Ansprüche 14 bis 18, dadurch
gekennzeichnet, dass das Abstandselement (9) an dem feststehenden Teil (2) oder dem rotierenden Teil (3) positions- und rutschfest angebracht ist, wobei das Abstandselement (9) an demjenigen Teil (2, 3) angebracht ist, an dem auch das jeweilige Dichtelement (8) positions- und rutschfest angebracht ist.
20. Drehverteileranordnung (1 ) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass entweder das feststehende Teil (2) oder das rotierende Teil (3) eine kanalartig ausgebildete und zum Zwischenraum (6) hin offene
Ringkammer (26) zur Pufferung eines Mediums aufweist.
21. Drehverteileranordnung (1 ) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass die Dichtanordnung (7) modulartig ausgebildet ist.
22. Drehverteileranordnung (1 ) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass mindestens eines der Lager (28, 29) als Hybridlager ausgebildet ist.
23. Drehverteileranordnung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass keine Schutz- oder Deckplatte (31 ) an oder auf dem mindestens einen Hybridlager (28, 29) vorgesehen ist, und dass dieses mindestens eine Hybridlager von einem Medium, insbesondere einem Reinigungsmedium durchströmbar ist.
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