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.
The invention relates to a device for supplying a pressure medium from a housing to a rotatable shaft via a feed line located in the housing for the purpose of hydrostatic passage of the pressure medium into a channel provided in the shaft or for the purpose of hydrostatic mounting of the shaft in the housing, with one with the housing or the Shaft non-rotatably connected float and at least one counter surface rotating with the shaft or fixed to the housing, the float having pressure grooves which are delimited by working throttle gaps arranged in series, opening and closing in opposite directions, between surfaces of the float and the counter surface.
Hydrostatic gap control loops with oppositely opening and closing working throttle gaps, d. H. with a half-bridge circuit of two active branches are known. Their advantages over half-bridge circuits with only one active branch have led to an increased use of this principle in seals, bushings and axial bearings. In all known designs, however, the pressure fields that act on the distributor ring are highly asymmetrical, which causes deformations that are difficult to control at high pressures.
The aim of the invention is to make devices of the type mentioned above usable for extremely high pressures.
According to the invention, this is achieved in that the float has on both sides of the mouth of the supply line directed towards the shaft at least one pair of concentric or coaxial pressure grooves running in the circumferential direction of the shaft and staggered in the direction of the pressure drop on the opposing surfaces of the float and the mating surface, from each of which is connected to the pressure groove located closer to the named mouth of the supply line and on one pressure side of the float with the pressure groove remote from the mouth and on the other pressure side of the float, in order to achieve symmetry of the pressure fields on both sides of the float .
Since a hydrostatic leadthrough is always a device for the best possible adjustment of gaps between sliding parts, it can also be used as a bearing. The present device can thus be used accordingly as a hydrostatic bearing, the achievable pressure increase corresponding to an increased load-bearing capacity.
Exemplary embodiments of the subject matter of the invention are explained below with reference to the drawing. Show it:
1 shows a section through the shaft axis of a bushing with working throttle gaps in the lateral plane surfaces of a floating body designed as a floating ring,
FIG. 2 shows a section through the implementation of FIG. 1 along the line II-II,
3 shows a section with the deformations of a flat surface lead-through under pressure,
4 shows a section through the shaft axis of a shaft bearing with working throttle gaps in a cylindrical surface,
FIG. 5 shows a section along the line V-V in FIG. 4.
In the embodiment shown in Fig. 1, the
Pressure fluid through a bore 1 in a housing 2 to a distributor groove 3 in a distributor ring 4 of the implementation. The distributor ring 4 is connected to the housing 2 in a torque-transmitting and sealing manner by elastic seals 5, 5 '. From the distributor groove 3, the pressure fluid is guided via bores 6 in the distributor ring to a distributor space 7, which is delimited by the distributor ring 4, a spacer ring 8 and two seat plates 9, 9: the latter
Have mating surfaces 9 '.
The spacer ring 8 and the two seat plates 9, 9 ′ form the part of the bushing that rotates with a shaft 10 and is connected to the shaft 10 in a torque-transmitting and sealing manner via elastic seals 11, 11. Through radial holes 8 'in the spacer ring 8 and radial holes
10 in the shaft 10, the pressure fluid passes into an axial channel 10 ′ provided in the shaft 10.
The seat plates 9, 9 and the spacer ring 8 are held together by screws 12.
The sliding between the stationary distributor ring 4 and rotating parts of the bushing, namely the spacer ring 8 and the mating surfaces 9 of the seat plates 9, 9 ', takes place in the gaps 13, 13, which are caused by an axial excess of the spacer ring 8 compared to the thickness of the distributor ring 4 be determined.
The task of the hydrostatic control circuit is to center the distributor ring 4 in the clearance between the counter surfaces 9 'of the seat plates 9, 9', with the greatest possible rigidity and with the exclusion of any influence of speed, pressure or type of hydraulic fluid.
This is achieved in that two pressure grooves 14, 14 'and 15, 15' are provided concentrically in each gap plane in distributor ring 4, which are delimited by three working throttle gaps 16, 16 ', 17, 17' and 18, 18 ', the radially inner pressure groove 14, 14 'on one side of the distributor ring is always hydraulically connected by a connecting channel 19, 19' to the radially outer pressure groove 15, 15 on the other side of the distributor ring. This gives us two hydraulic paths, both with working throttle gaps that open and close in push-pull.
For the purpose of increased wobble stabilization, the grooves 14, 14 'and 15, 15' can be divided into individual pockets by a plurality of separating webs 20 and 21 (FIG. 2). For each pair of pockets on one side of the distributor ring 4, hydraulic connections to the corresponding pair of pockets on the opposite side must analogously be provided.
The depth of the distributor groove 3 in the distributor ring 4 is to be selected so that the distributor ring 4 deforms when pressure is applied in such a way that, despite the inevitable opening of the seat plates 9, 9 ', the gap widths of the gaps 16, 17, 18 or
16 ', 17', 18 'remain approximately constant (Fig. 3).
4 and 5, an embodiment is shown in which the pressure grooves lie in a cylindrical surface and which serves as a shaft bearing. As in the first embodiment described, the pressure fluid is supplied through a bore 22 in a housing 23. Here, however, the axial shaft bore 24 in the housing 23 assumes the function of the seat plates 9, 9, the shaft 25 being provided with a ring 25 'as a floating body, which now has pairs of pressure pockets 26, 26' and pressure pockets 27, 27 staggered in the axial direction ', the pockets again being connected crosswise via bores 28, 28 in push-pull.
The embodiment of FIGS. 1 and 2 can also be designed as an axial bearing, namely by eliminating the bores 10 ', 10' in the shaft 10. In particular, the embodiments of FIGS. 1, 2 and FIGS. 4, 5 can then be closed with one another a bearing with axial and radial guidance can be combined.
Conversely, it is possible to design the embodiment of FIGS. 4 and 5 as a passage by providing the shaft 25 with corresponding bores.
In addition, radially between the pockets 14, 15 or
14 ', 15' (Fig. 1) or axially between the pockets 26, 27 or
26 ', 27' (Fig. 4) extending in the circumferential direction of the shaft, concentric with the pockets relief grooves are provided, which bring about an increase in the control rigidity.