CH581279A5

CH581279A5 - Hydraulic fluid supply to rotating shaft - has floating ring with channels distributing fluid evenly on each side

Info

Publication number: CH581279A5
Application number: CH1033674A
Authority: CH
Original assignee: Cyphelly Ivan J
Priority date: 1974-07-26
Filing date: 1974-07-26
Publication date: 1976-10-29

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Zuführung eines Druckmediums von einem Gehäuse zu einer drehbaren Welle über eine im Gehäuse befindliche Zuleitung zwecks hydrostatischer Durchführung des Druckmediums in einen in der Welle vorgesehenen Kanal oder zwecks hydrostatischer Lagerung der Welle im Gehäuse, mit einem mit dem Gehäuse oder der Welle drehfest verbundenen Schwebekörper und mindestens einer mit der Welle drehenden bzw. gehäusefesten Gegenlauffläche, wobei der Schwebekörper Drucknuten aufweist, die durch in Reihe angeordnete, entgegengesetzt öffnende und schliessende, zwischen Flächen des Schwebekörpers und der Gegenlauffläche liegende Arbeitsdrosselspälte begrenzt sind.

Hydrostatische Spaltregelkreise mit entgegengesetzt öffnenden und schliessenden Arbeitsdrosselspälten, d. h. mit einer Halbbrückenschaltung von zwei aktiven Zweigen, sind bekannt. Ihre Vorteile gegenüber den Halbbrückenschaltungen mit nur einem aktiven Zweig haben zu einer vermehrten Verwendung dieses Prinzips bei Dichtungen, Durchführungen und axialen Lagern geführt. Bei allen bekannten Ausführungen sind jedoch die Druckfelder, die den Schwebering beaufschlagen, stark unsymmetrisch, was bei hohen Drücken schwer beherrschbare Verformungen verursacht.

Die Erfindung bezweckt, Einrichtungen der eingangs genannten Art für höchste Drücke verwendbar zu machen.

Erfindungsgemäss wird dies dadurch erreicht, dass der Schwebekörper beidseits der zur Welle gerichteten Mündung der Zuleitung je mindestens ein Paar konzentrischer oder koaxialer, in Umfangsrichtung der Welle verlaufender und in Richtung des Druckabfalls an den einander gegenüberliegenden Flächen des Schwebekörpers und der Gegenlauffläche gestaffelter Drucknuten aufweist, von welchen jeweils die eine, der genannten Mündung der Zuleitung näher und an der einen Druckseite des Schwebekörpers liegende Drucknut mit der von der Mündung entfernter und an der anderen Druckseite des Schwebekörpers liegenden Drucknut verbunden ist, um eine Symmetrie der Druckfelder auf beiden Seiten des Schwebekörpers zu erzielen.

Da eine hydrostatische Durchführung immer eine Vorrichtung zwecks bestmöglicher Einstellung von Spälten zwischen gleitenden Teilen ist, kann sie zugleich als Lager verwendet werden. Somit kann die vorliegende Einrichtung dementsprechend als hydrostatische Lagerung Verwendung finden, wobei die erreichbare Druckerhöhung einer erhöhten Tragfähigkeit entspricht.

Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes werden nachstehend anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 einen Schnitt durch die Wellenachse einer Durchführung mit Arbeitsdrosselspälten in den seitlichen Planflächen eines als Schwebering ausgebildeten Schwebekörpers,
Fig. 2 einen Schnitt durch die Durchführung der Fig. 1 entlang der Linie II-II,
Fig. 3 einen Schnitt mit den Verformungen einer Planflächendurchführung unter Druck,
Fig. 4 einen Schnitt durch die Wellenachse einer Wellenlagerung mit Arbeitsdrosselspälten in einer zylindrischen Fläche,
Fig. 5 einen Schnitt entlang der Linie V-V der Fig. 4.

Bei der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform gelangt die
Druckflüssigkeit durch eine Bohrung 1 in einem Gehäuse 2 zu einer Verteilernut 3 in einem Schwebering 4 der Durchfüh rung. Der Schwebering 4 ist mit dem Gehäuse 2 drehmoment übertragend und dichtend durch elastische Dichtungen 5, 5' verbunden. Von der Verteilernut 3 wird die Druckflüssigkeit über Bohrungen 6 im Schwebering zu einem Verteilerraum 7 geführt, der durch den Schwebering 4, einen Distanzring 8 und zwei Sitzplatten 9, 9: begrenzt wird, wobei die letzteren
Gegenlaufflächen 9' aufweisen.

Der Distanzring 8 und die beiden Sitzplatten 9, 9' bilden den mit einer Welle 10 mitrotierenden Teil der Durchführung, der mit der Welle 10 drehmomentübertragend und dichtend über elastische Dichtungen 11, 11 verbunden ist. Durch radiale Bohrungen 8' im Distanzring 8 und radiale Bohrungen
10 in der Welle 10 gelangt die Druckflüssigkeit in einen in der Welle 10 vorgesehenen axialen Kanal 10'.

Die Sitzplatten 9,9 und der Distanzring 8 werden durch Schrauben 12 zusammengehalten.

Das Gleiten zwischen dem feststehenden Schwebering 4 und drehenden Teilen der Durchführung, nämlich dem Distanzring 8 und den Gegenlaufflächen 9 der Sitzplatten 9, 9', erfolgt in den Spälten 13, 13 , die durch ein axiales Übermass des Distanzringes 8 gegenüber der Dicke des Schweberinges 4 festgelegt werden.

Die Aufgabe des hydrostatischen Regelkreises ist, den Schwebering 4 in dem Spielraum zwischen den Gegenlaufflächen 9' der Sitzplatten 9, 9' zu zentrieren, und zwar mit möglichst grosser Steifigkeit und unter Ausschluss allfälliger Einflussnahme von Drehzahl, Druck oder Art der Druckflüssigkeit.

Dies wird dadurch erreicht, dass in jeder Spaltebene im Schwebering 4 konzentrisch zwei Drucknuten 14, 14' bzw. 15, 15' vorgesehen sind, die durch jeweils drei Arbeitsdrosselspälte 16, 16', 17, 17' und 18, 18' begrenzt werden, wobei immer die radial innen angeordnete Drucknut 14, 14' auf der einen Schweberingseite hydraulisch durch einen Verbindungskanal 19, 19' mit der radial aussen angeordneten Drucknut 15, 15 auf der anderen Schweberingseite verbunden ist. Somit erhalten wir zwei hydraulische Pfade, beide mit im Gegentakt öffnenden und schliessenden Arbeitsdrosselspälten.

Zwecks erhöhter Taumelstabilisierung können die Nuten 14, 14' und 15, 15' durch mehrere Trennstege 20 bzw. 21 in einzelne Taschen unterteilt werden (Fig. 2). Für jedes Taschenpaar auf der einen Seite des Schweberinges 4 müssen sinngemäss hydraulische Verbindungen zum entsprechenden Taschenpaar auf der Gegenseite vorgesehen werden.

Die Tiefe der Verteilernut 3 im Schwebering 4 ist so zu wählen, dass sich der Schwebering 4 bei einer Druckbeaufschlagung derart verformt, dass trotz unvermeidlichem Öffnen der Sitzplatten 9, 9' die Spaltweiten der Spälte 16, 17, 18 bzw.

16', 17', 18' annähernd konstant bleiben (Fig. 3).

In den Fig. 4 und 5 ist ein Ausführungsbeispiel dargestellt, bei dem die Drucknuten in einer zylindrischen Fläche liegen und die als Wellenlagerung dient. Ebenso wie beim erstbeschriebenen Ausführungsbeispiel wird die Druckflüssigkeit durch eine Bohrung 22 in einem Gehäuse 23 zugeführt. Hier übernimmt jedoch die axiale Wellenbohrung 24 im Gehäuse 23 die Funktion der Sitzplatten 9, 9, wobei die Welle 25 mit einem Ring 25' als Schwebekörper versehen ist, der nun in axialer Richtung gestaffelt Paare von Drucktaschen 26, 26' und Drucktaschen 27, 27' aufweist, wobei wiederum die Taschen kreuzweise über Bohrungen 28, 28 in Gegentakt geschaltet sind.

Die Ausführungsform der Fig. 1 und 2 kann auch als Axiallager ausgebildet sein, nämlich durch Wegfall der Bohrungen 10', 10' in der Welle 10. Insbesondere können dann die Ausführungsformen der Fig. 1, 2 und der Fig. 4, 5 miteinander zu einem Lager mit axialer und radialer Führung kombiniert werden.

Umgekehrt ist es möglich, die Ausführungsform der Fig. 4 und 5 als Durchführung auszubilden, indem die Welle 25 mit entsprechenden Bohrungen versehen wird.

Ausserdem können radial zwischen den Taschen 14, 15 bzw.

14', 15' (Fig. 1) oder axial zwischen den Taschen 26, 27 bzw.

26', 27' (Fig. 4) in Umfangsrichtung der Welle verlaufende, mit den Taschen konzentrische Entlastungsnuten vorgesehen werden, die eine Erhöhung der Regelsteife bewirken.

Claims

PATENTANSPRUCH

Einrichtung zur Zuführung eines Druckmediums von einem Gehäuse (2; 23) zu einer drehbaren Welle (10; 25) über eine im Gehäuse befindliche Zuleitung (1; 22) zwecks hydrostatischer Durchführung des Druckmediums in einen in der Welle vorgesehenen Kanal (10") oder zwecks hydrostatischer Lagerung der Welle im Gehäuse, mit einem mit dem Gehäuse oder der Welle drehfest verbundenen Schwebekörper (4; 25') und mindestens einer mit der Welle drehenden bzw. gehäusefesten Gegenlauffläche (9", 24) wobei der Schwebekörper Drucknuten (14, 15, 14', 15; 26, 27, 26, 27') aufweist, die durch in Reihe angeordnete, entgegengesetzt öffnende und schliessende, zwischen Flächen des Schwebekörpers und der Gegenlauffläche liegende Arbeitsdrosselspälte begrenzt sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwebekörper (4; 25') beidseits der zur Welle (10;

25) gerichteten Mündung der Zuleitung (1; 22) je mindestens ein Paar konzentrischer oder koaxialer, in Umfangsrichtung der Welle verlaufender und in Richtung des Druckabfalls an den einander gegenüberliegenden Flächen des Schwebekörpers (4; 25') und der Gegenlauffläche (9"; 24) gestaffelter Drucknuten (14, 15, 14', 15'; 26, 27, 26', 27') aufweist, von welchen jeweils die eine, der genannten Mündung der Zuleitung näher und an der einen Druckseite des Schwebekörpers liegende Drucknut (14, 14'; 26, 26') mit der von der Mündung entfernter und an der anderen Druckseite des Schwebekörpers liegenden Drucknut (15, 15'; 27, 27') verbunden ist, um eine Symmetrie der Druckfelder auf beiden Seiten des Schwebekörpers zu erzielen.

UNTERANSPRÜCHE 1. Einrichtung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwebekörper (4) als Schwebering ausgebildet ist und die Drucknuten (14, 15, 14', 15') paarweise konzentrisch in den seitlichen Planflächen des Schweberings angeordeinen Planfläche mit der radial äusseren Drucknut (15', 15) net sind, wobei jeweils die radial innere Drucknut (14, 14') der der anderen Planfläche über einen durch den Schwebering geführten Kanal (19', 19) verbunden ist, und dass ein die Gegenlaufflächen aufweisender Gegenlaufkörper zwei Gegenlaufringe (9, 9') umfasst, derart, dass jeder seitlichen Planfläche des Schweberings (4) die Planfläche (9") je eines Gegenlaufringes (9, 9') gegenübersteht.

2. Einrichtung nach Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Gegenlaufringe (9, 9') über einen Distanzring (8) miteinander verbunden, z. B. verschraubt sind.

3. Einrichtung nach Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwebering (4) eine in seiner Mantelfläche angeordnete Verteilernut (3) für das Druckmedium aufweist, deren radiale Tiefe derart bemessen ist, dass die durch den Druck des Druckmediums bewirkte Verformung des Schweberings (4) die Verformung der Gegenlaufringe (9, 9') kompensiert.

4. Einrichtung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwebekörper (25') zylindrisch ausgebildet ist und die Drucknuten (26, 27, 26', 27') paarweise in der Mantelfläche des Schwebekörpers angeordnet sind, wobei die Drucknuten jedes Paars kreuzweise über durch den Schwebekörper geführte, an diametral einander gegenüberliegenden Stellen in die Mantelfläche mündende Kanäle (28, 28') miteinander verbunden sind.

5. Einrichtung nach Unteranspruch 4, zur hydrostatischen Radiallagerung der Welle, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwebekörper (25') auf der Mantelfläche der Welle (25) angeordnet ist und die Gegenlauffläche durch die axiale Wellenbohrung (24) im Gehäuse (23) gebildet ist.

6. Einrichtung nach Patentanspruch oder einem der Unteransprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass jede Drucknut durch Trennstege (21) in mehrere Drucktaschen unterteilt ist.