DE3535855A1 - Device for introducing pressurised fluid into a rotating shaft - Google Patents

Abstract

A device for introducing pressurised fluid into a rotating shaft (1) has a stationary sleeve (3) which is arranged on the shaft and under which an annular space (24) serving for the transfer of the pressurised fluid from the sleeve (2) into the shaft (1), is sealed off by two sealing rings (8), which rest against the sleeve and against the shaft. Arranged behind the areas of sliding contact of the sealing rings (8) are cavities (12) and the flow of pressurised fluid is passed through these. The pressurised fluid is thus used as a coolant. It dissipates the frictional heat generated at the contact surfaces for the sealing rings. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Einleiten von Druckflüssig­ keit in eine drehende Welle mit einer auf der Welle angeordneten fest­ stehenden Manschette, unter der durch zwei an der Manschette sowie an der Welle anliegende Dichtringe ein der Überleitung der Druckflüssig­ keit aus der Manschette in die Welle dienender Ringraum abgedichtet ist, wobei die Dichtringe mindestens an einer Seite eine gleitende An­ lage haben.The invention relates to a device for introducing hydraulic fluid speed in a rotating shaft with a fixed on the shaft standing cuff, under which by two on the cuff as well sealing rings on the shaft to transfer the hydraulic fluid sealing from the sleeve into the shaft serving the annular space is, the sealing rings at least on one side a sliding on have location.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Verschleiß der Dicht­ ringe, insbesondere bei hohem Druck der Druckflüssigkeit, wie etwa im Bereich bis zu 300 bar oder darüber, zu vermindern.The invention has for its object the wear of the sealing rings, especially at high pressure of the hydraulic fluid, such as in Reduce the range up to 300 bar or above.

Gemäß der Erfindung wird dieser Zweck bei einer Vorrichtung der ein­ gangs bezeichneten Art dadurch erfüllt, daß hinter den betreffenden Anlageflächen für die Dichtringe Hohlräume angeordnet sind und der Druckflüssigkeitsstrom durch diese geführt ist.According to the invention, this purpose is in a device of the gangs referred to fulfilled in that behind the concerned Contact surfaces for the sealing rings cavities are arranged and the Hydraulic fluid flow is guided through this.

Die Druckflüssigkeit wird so als Kühlmittel verwandt. Damit wird die Erhitzung der Dichtringe gemindert. Dies verringert ihren Verschleiß. The hydraulic fluid is used as a coolant. With that the Heating of the sealing rings reduced. This reduces their wear.  

Zweckmäßigerweise sind die Hohlräume hinter den gesamten Anlage­ flächen sich erstreckende Ringräume, und Kanäle für die Druckflüssig­ keit münden darin.The cavities are expediently behind the entire system area extending annular spaces, and channels for the pressure fluid ness flow into it.

Damit wird die grundsätzlich vorhandene Wärmeübergangsfläche voll ausgeschöpft.This means that the existing heat transfer surface is full exhausted.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung kann sie durch eine Auf­ rauhung, Wellung und/oder Rippung noch vergrößert werden.In a further advantageous embodiment, it can be opened roughening, corrugation and / or ribbing can be increased.

Im Prinzip kann sich die gleitende Anlage an der Seite der Welle, an der Seite der Manschette oder sogar an beiden Seiten befinden. Dement­ sprechend können die Mündungen der genannten Kanäle Eingänge in die Welle führender Kanäle oder Ausgänge in der Hülse oder beides sein. Der praktische Fall wird allerdings in aller Regel der erstere sein, d.h. die gleitende Anlage der Dichtringe an der Seite der Welle.In principle, the sliding system on the side of the shaft the side of the cuff or even both sides. Dement speaking, the mouths of the channels mentioned can enter the Shaft of leading channels or outputs in the sleeve or both. The practical case, however, will usually be the former, i.e. the sliding contact of the sealing rings on the side of the shaft.

Bei der wellenseitig gleitenden Anlage der Dichtringe können die An­ lageflächen in einer Ausführungsform der Erfindung durch zwei mit einem Abstand auf der Welle sitzende, an der Anlagefläche hinter­ schnittene Hülsen gebildet sein. Die Herstellung dieser Hülsen ist ver­ gleichsweise einfach.In the case of the sealing rings sliding on the shaft side, the An bearing surfaces in one embodiment of the invention by two a distance sitting on the shaft, behind the contact surface cut sleeves be formed. The manufacture of these sleeves is ver equally simple.

In einer anderen Ausführungsform der Erfindung sind bei wellenseitig gleitender Anlage der Dichtringe die Anlageflächen durch eine auf der Welle sitzende Hülse gebildet, die hinter den Anlageflächen und da­ zwischen ausgehöhlt ist und Durchlässe aufweist. Hier kann der Strom der Druckflüssigkeit günstiger geleitet werden, insbesondere mit winkel­ versetzter Anordnung der Durchlässe gegenüber den Eingängen der in die Welle führenden Kanäle.In another embodiment of the invention are at the shaft side sliding contact of the sealing rings with the contact surfaces on the Shaft seated sleeve formed that behind the contact surfaces and there between is hollowed out and has passages. Here is the current the hydraulic fluid can be routed more cheaply, especially with an angle staggered arrangement of the passages in relation to the inputs of the in channels leading the wave.

Die Zeichnung gibt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wieder.The drawing shows an embodiment of the invention.

Fig. 1 zeigt einen axialen Schnitt durch eine Vorrichtung zum Einleiten von Druckwasser in eine drehende Welle, Fig. 1 shows an axial section through a device for introducing pressurized water into a rotating shaft,

Fig. 2 zeigt einen Querschnitt nach Linie II-II in Fig. 1. FIG. 2 shows a cross section along line II-II in FIG. 1.

Auf einer drehenden Welle 1 ist über eine Verbindung aus Kugellagern 2 eine Manschette 3 feststehend angeordnet. Sie setzt sich zusammen aus einem mit einem Druckwasseranschluß 30 versehenen Mittelring 4 und zwei mit diesem verschraubte Außenringe 5. Die Verschraubung besteht aus einer Vielzahl von Schraubbolzen 6, von denen einer in der Zeich­ nung erscheint. Mit den Außenringen in einer nicht gezeichneten Weise verschraubt sind zwei Sitzringe 7 für zwei Dichtungsringe 8. Zwei Stirnringe 9 schließen die Manschette 3 axial ab.On a rotating shaft 1 , a sleeve 3 is fixedly arranged via a connection of ball bearings 2 . It is composed of a central ring 4 provided with a pressurized water connection 30 and two outer rings 5 screwed to it. The screw consists of a plurality of bolts 6 , one of which appears in the drawing voltage. Bolted to the outer rings in a manner not shown are two seat rings 7 for two sealing rings 8 . Two end rings 9 axially close the cuff 3 .

Auf der Welle 1 aufgeschrumpft ist eine Hülse 10, an deren Innenseite ein ringförmiger Hohlraum 12 ausgefräst ist. Die äußere Wandung 13 dieses Hohlraums ist gewellt. Sie weist, axial mittig und symmetrisch auf dem Umfang verteilt, vier Ausnehmungen 14 auf.Shrunk onto the shaft 1 is a sleeve 10 , on the inside of which an annular cavity 12 is milled out. The outer wall 13 of this cavity is corrugated. It has four recesses 14 , axially centered and symmetrically distributed over the circumference.

An den axialen Enden des Hohlraums 12 münden symmetrisch zwischen den Ausnehmungen 14 je vier in einer Axialbohrung 15 zusammentreffende Radialbohrungen 16 der Welle 1.At the axial ends of the cavity 12 , four radial bores 16 of the shaft 1, which meet in an axial bore 15 , open symmetrically between the recesses 14 .

Mit 17 sind Dichtungen zwischen verschiedenen Teilen der Vorrichtung bezeichnet.With 17 seals between different parts of the device are designated.

In zwischen den Sitzringen 7 und den Außenringen 5 der Manschette eingerichteten Leckräumen 18 sind weitere Dichtungsringe 19 von zangen­ förmigem Querschnitt angeordnet. Hinter diesen münden in den Leck­ räumen 18 Leckleitungen 20, für die am Umfang der Manschette Schlauch­ anschlüsse 21 eingerichtet sind.In the leak spaces 18 arranged between the seat rings 7 and the outer rings 5 of the sleeve, further sealing rings 19 of pliers-shaped cross section are arranged. Behind these open 18 leak lines 20 in the leak, for which hose connections 21 are set up on the circumference of the sleeve.

Zwischen den Leckräumen 18 und den Kugellagern 2 sind schließlich jeweils ein Filzring 22 und eine ringförmige Fettkammer 23 angeordnet.Finally, a felt ring 22 and an annular grease chamber 23 are each arranged between the leak spaces 18 and the ball bearings 2 .

Die Manschette 3 wird auf der Welle 1 montiert, indem die bereits mit den Sitzringen 7 und den Dichtungsringen 8 zusammengesetzten Außen­ ringe 5 über der mit der Hülse 10 versehenen Welle 1 mit dem Mittel­ ring 4 zusammengeschoben werden und mit ihm nach Einsetzen der Kugel­ lager 2 und Aufsetzen der Stirnringe 9 verschraubt werden.The sleeve 3 is mounted on the shaft 1 by the ring already with the seat rings 7 and the sealing rings 8 composite outer rings 5 via the provided with the sleeve 10, shaft 1 with the means are pushed together 4 bearings with it, after insertion of the ball 2 and putting on the end rings 9 are screwed.

Durch den Druckwasseranschluß 30 zugeführtes Druckwasser verteilt sich in dem zwischen den Dichtungsringen 8 gebildeten Ringraum 24, gelangt aus diesem durch die Ausnehmungen 14 hindurch in den Hohlraum 12 und fließt in diesem jeweils über ein Achtel des Wellenumfangs hinweg in die Radialbohrungen 16 und schließlich in der Axialbohrung 15 weiter. In Fig. 2 ist dieser Fluß durch Pfeile angedeutet.Pressurized water supplied through the pressurized water connection 30 is distributed in the annular space 24 formed between the sealing rings 8 , passes from the latter through the recesses 14 into the cavity 12 and flows in this in each case over an eighth of the shaft circumference into the radial bores 16 and finally in the axial bore 15 further. In Fig. 2 this flow is indicated by arrows.

Die Druckflüssigkeit erstreckt sich in den Spalten der Dichtungsringe 8 über deren inneren Schenkeln, aber nicht darunter, und preßt damit die inneren Schenkel der Dichtungsringe 8 von außen an die Hülse 10. Die Stärke dieser Anpressung ist abhängig von der axialen Länge, auf der der innere Schenkel nicht auf dem Sitzring 7 aufliegt.The pressure fluid extends in the gaps of the sealing rings 8 over their inner legs, but not below them, and thus presses the inner legs of the sealing rings 8 from the outside onto the sleeve 10 . The strength of this contact pressure depends on the axial length over which the inner leg does not rest on the seat ring 7 .

Je größer der Druck, umso mehr Reibungswärme wird hier erzeugt. Dem kann man durch Polieren der Oberfläche der Hülse 10, bevorzugt durch eine "Tenifer"-Behandlung, und durch eine geeignete Materialauswahl der Dichtungsringe, wie Polytetrafluoräthylen mit eingelagertem Graphit, entgegenwirken. In der beschriebenen Vorrichtung wird jedoch außerdem in erheblichem Maße Wärme abgeführt durch das dicht unter der Rei­ bungsfläche entlangfließende Druckwasser. Die Wellung der, im Hin­ blick auf die gewünschte Wärmeleitung möglichst dünnen, äußeren Wandung 13 des Hohlraumes 12 vergrößert den Wärmeübergang.The greater the pressure, the more frictional heat is generated here. This can be counteracted by polishing the surface of the sleeve 10 , preferably by a "Tenifer" treatment, and by a suitable choice of material for the sealing rings, such as polytetrafluoroethylene with embedded graphite. In the device described, however, heat is also dissipated to a considerable extent by the pressurized water flowing closely beneath the surface under the rei. The corrugation, in view of the desired heat conduction, the thinnest possible outer wall 13 of the cavity 12 increases the heat transfer.

Ist ein Dichtungsring 8 verschlissen und wird die Dichtung dann un­ dicht, so füllt das hindurchgelangende Leckwasser den betreffenden Leckraum 18 und baut in diesem Druck auf. Dieser aktiviert die weiteren Dichtungsringe 19, indem er die beiden Backen ihres zangen­ förmigen Querschnitts auseinander treibt und gegen die Hülse 10 und den Außenring 5 preßt. Gleichzeitig wird das Leck ange­ zeigt durch einen kleinen Leckwasserstrom, der durch eine den Leck­ raum 18 mit einer der Leckleitungen 20 verbindende Bohrung 25 fließt. Es kann nun innerhalb der vergleichsweise kurzen Standzeit des weiteren Dichtungsringes 19 Vorsorge für ein Auswechseln der Dichtungs­ ringe 8 getroffen werden.If a sealing ring 8 is worn and the seal then becomes untight, the leakage water which passes through fills the leakage space 18 concerned and builds up in this pressure. This activates the further sealing rings 19 by driving the two jaws of their pliers-shaped cross section apart and pressing them against the sleeve 10 and the outer ring 5 . At the same time the leak is indicated by a small water leakage current flowing through the leakage space 18 with a leakage lines 20 connecting bore 25th It can now be made within the comparatively short service life of the further sealing ring 19 precaution for replacing the sealing rings 8 .

Claims (6)

1. Vorrichtung zum Einleiten von Druckflüssigkeit in eine drehende Welle mit einer auf der Welle angeordneten feststehenden Manschette, unter der durch zwei an der Manschette sowie an der Welle an­ liegende Dichtringe ein der Überleitung der Druckflüssigkeit aus der Manschette in die Welle dienender Ringraum abgedichtet ist, wobei die Dichtringe mindestens an einer Seite eine gleitende Anlage haben, dadurch gekennzeichnet, daß hinter den betreffenden Anlageflächen für die Dichtringe (8) Hohlräume (12) angeordnet sind und der Druckflüssigkeitsstrom durch diese geführt ist.1.Device for introducing pressure fluid into a rotating shaft with a fixed sleeve arranged on the shaft, under which an annular space serving to transfer the pressure fluid from the sleeve into the shaft is sealed by two sealing rings on the sleeve and on the shaft. wherein the sealing rings have a sliding system on at least one side, characterized in that cavities ( 12 ) are arranged behind the relevant contact surfaces for the sealing rings ( 8 ) and the pressure fluid flow is guided through them. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlräume (12) hinter den gesamten Anlageflächen sich er­ streckende Ringräume sind und Kanäle (15) für die Druckflüssigkeit darin münden.2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the cavities ( 12 ) behind the entire contact surfaces are stretching annular spaces and channels ( 15 ) for the hydraulic fluid open therein. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei wellenseitig gleitender Anlage der Dichtringe die Anlage­ flächen durch zwei mit einem Abstand auf der Welle sitzende, an der Anlagefläche hinterschnittene Hülsen gebildet sind. 3. Device according to claim 1 or 2, characterized, that when the sealing rings slide against the shaft, the system surfaces through two at a distance on the shaft Contact surface undercut sleeves are formed.   4. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei wellelseitig gleitender Anlage der Dichtringe (8) die Anlage­ flächen durch eine auf der Welle (1) sitzende Hülse (10) gebildet sind, die hinter den Anlageflächen und dazwischen ausgehöhlt (12) ist und Durchlässe (14) aufweist.4. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that when the sealing rings ( 8 ) slide on the corrugated side, the contact surfaces are formed by a sleeve ( 10 ) seated on the shaft ( 1 ) which is hollowed out behind the contact surfaces and in between ( 12 ) and has passages ( 14 ). 5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchlässe (14) winkelversetzt mit den Eingängen in die Welle führender Kanäle (16) angeordnet sind.5. The device according to claim 4, characterized in that the passages ( 14 ) are arranged angularly offset with the inputs in the shaft leading channels ( 16 ). 6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlraumwandung (13) im Bereich der Anlageflächen ge­ rauht, gewellt und/oder gerippt ist.6. Device according to one of claims 1 to 5, characterized in that the cavity wall ( 13 ) in the area of the contact surfaces roughened, corrugated and / or ribbed.