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DE6609670U - Einrichtung zum seitlichen einfuehren eines druckmittels in eine umlaufende welle.

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Publication number: DE6609670U
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Authority: DE
Original assignee: FINANC ET IND DES ATELIERS ET; Ateliers et Chantiers de Bretagne ACB SA
Current assignee: FINANC ET IND DES ATELIERS ET; Ateliers et Chantiers de Bretagne ACB SA
Priority date: 1966-07-21
Filing date: 1967-07-21
Publication date: 1972-09-14
Also published as: SU449506A3; GB1129739A; FR1493726A; SE314608B; US3528666A

Description

Patentanwälte

. Walter Meissner Dipi.-ing. Herbert Tischer

BERLIN-GRUNEWALD MÜNCHEN

8 München 2, den

Tal 71

Fernspr. 221298

/En

SOGIETE FINMCIERE ET INDUSTRIELLE DES ATELIERS ET CHANTIERS DE BRETAGNE Nantes (Frankreich)

Einrichtung zum seitlichen Einführen eines Druckmittels in eine umlaufende Welle

j Die Neuerung betrifft eine Einrichtung zum seitlichen Einführen eines Druckmittels in eine umlaufende Welle mittels eines stillstehenden Ringes, der in einer Umfangsnut der umlaufenden Welle angeordnet und mit einem radial verlaufenden Kanal für das Druckmittel versehen ist.

Bei "bekannten Einrichtungen dieser Art, die "beispielsweise zur hydraulischen Betätigung von Schiffsschrauben mit umsteuerbaren Flügeln "benutzt werden, ist am Boden und an den Seitenflächen der Ümfangsnut eine Anzahl von Rillen vorgesehen, die zusammen mit den glatten Flächen des stillstehenden Ringes eine Abdichtung nach Art einer Labyrinthdichtung ergeben. Da der Ring hierzu in die Ümfangsnut gut ein-

gspaßt sein muß, können Bewegungen der Welle durch Schwingungen usw. nicht ausgeglichen werden.

Die Aufgabe der Neuerung liegt darin, eine Einrichtung der eingangs genannten Art so auszubilden, daß bei ausreichender Abdichtung im Betrieb auftretende sekundäre Bewegungen, der Welle ohne schädliche Folgen aufgenommen werden können.

Diese Aufgabe wird neuerungsgemäß dadurch gelöst, daß derRing in der TJmfangsnut der Welle mit seitlichem Spiel axial frei beweglich liegt und seine Seitenflächen Ausnehmungen für eine die Lage des Ringes ausgleichende Einwirkung des Druckmittels aufweisen, die mit der Innenseite des Ringes in Verbindung stehen.

Durch diese Ausbildung der Einrichtung wird eine berührungsfreie Spaltdichtung verwirklicht, die reibungsfrei arbeitet. Sekundäre Bewegungen der Welle werden automatisch ausgeglichen.

Nachfolgend wird die !Teuerung in Verbindung mit der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen teilweisen Längsschnitt durch eine Welle mit einer Einrichtung gemäß der !Teuerung,

Fig. 2 einen Querschnitt nach der Linie II-II in Fig. 1 in kleinerem Maßstab,

Fig. 3 eine Seitenansicht des in Fig. 1 und 2 dargestellten Rings,

Fig. 4, 5 "UE-d 6 schenatische Darstellungen zur Veranschaulichung der Wirkungsweise der Ei ηrichtung nach Fig. 1 bis 3,

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Fig. 7 ο ine η teilweisen Schnitt durch, eine weitere Ausführunosfonn,

Fig. 8 eine Seitenansicht fies Rings nach Fig. 7,

Fig. 9 und 1o eine weitere Ausfuhrungsfomi,dargestellt nach Art der Fig. 7 und 8,

Fig. 11 einen Schnitt durch eine v/eitere Ausf uh.run.rssf orm,

Fig. 12 eine Seitenansicht einer weiteren Ausführungsfona,

Fig. 13 einen Schnitt nach der Linie XIII-XIII in Fig. 12,

lichung des Hings bei der Ausfuhrurigsform nach Fig. 12,

is "17 ^1:ιτ"^ Ίδ his

xührungsform in gleiclier Darstellung lvi Fis, 12 bis

Bei der ixt Fig. Λ bis 6 dargestellten
weist eine umlaufende Welle 1 eine Längsbohrung 2 auf, in die ein unter dem Druck P stehendes Drucfcaittel einzuführen. ist.

Zu diesem Zx-feck ist in die welle 1 eine IMfancsnut 3 eingearbeitet, an deren beiden Rändern Kingvmlste 4 srur¥er— Stärkung vorgesehen sind. Die Seitenwände 5 t^nd 6 der Okfangsnut 3 liegen senkrecht zur Achse X-X* der Helle 1. Der hinterdrehte Bodenteil der ümfangsnut 3 ist mit der bohrung 2 car ¥elle i durch eine oder mehrere verbunden.

• In der Umfangsnut 3 ist ein stillstehender Ring 8 gelagert,

der aus zwei fest miteinander verbundenen Teilen besteht

I und einerseits einen radial verlaufenden Kanal 9 für einen

' Gewindenippel 1o (Fig. 2) zur Verbindung mit einer Druck-

I Hittelquelle, beispielsweise eine Pumpe oder ein Kompres-

I fcor, aufweist, und andererseits mit Stegen 11 versehen ist,

: die je einen längsgerichteten Einschnitt haben, in den eine

! tHihrungsleiste 12 parallel zur Achse X-X' der Welle 1 ein-

] greift, so d.aß der Ring 8 ungefähr zentriert zu dieser Ach-

i Be X-X' gehalten wira, wobei die Welle jedoch geringe sxia-

: Ie Längsbewegungen ausführen kann.

i_; Der Ring 8, dessen Außendurchmesser hier ungefähr

I dem der Ringwulste 4 entspricht, hat eine maximale Breite,

*l die etwas kleiner ist als die Entfernung zwischen den Sei-

i- tenwänden 5 "und 6 der Umfangsnut 3, so daß gegenüber diesen

I Beitenflachen nur ein schwaches Spiel vorhanden ist.

I Ώβχ Querschnitt des Rings 8 ist so gewählt, daß er

I Cich unter der Wirkung des Drucks des in den mittleren Ka-

1 Hai 9 eingeführten Druckmittels zwischen den Seitenwänden 5

I lind 6 zentriert einstellen will, ohne daß er sich gegen die

# (eine oder andere Seitenwand anlegt» Es sind zahlreiche Quer-

f Bchnittsformen möglich, von denen einige nur als Beispiele

I !nachstehend beschrieben werden..

I Wie insbesondere Fig. 1 und 3 zeigen, kann der Ring

?' (auf jeder Seitenfläche eine Ausnehmung in Form einer Rinne

j 13 aufweisen, die von Kränzen 14 und 15 begrenzt wird.

^? Die äußeren Kränze 14 ragen weiter nach außen als

die inneren Kränze 15, so daß die Spiele J1, J'1 zwischen

3 den Kränzen 14 und den Seitenwänden 5 imd 6 der TJmfangs-

I nut 3 kleiner sind als die Spiele J2, J'2, die zwischen

I den Kränzen 15 ϊΐηα den Seitenwänden 5 "und. 6 vorhanden sind

j (Fig. 1).

ser Rir-f S arbeitet "η folgender Weise: Jas -unter rer Jruck i' durch ~er. mittleren Eanal 9 zugeführte Druckmittel, "beispielsweise *-l, strömt in die Längsbohrung 2 der V.rlIe ". Jr- die naxin^le Breite des Rinrs 8 etwas kleiner ist als die Breite der ümfnngsnut J-. ergibt sich eirx Auslegen vor. Cl zwischen Velle 1 und Sing 8, das aber sehr re~ir.£-ffi£· seir. kar_r.. Der Druck des Druckmittels geht ²^ ien Seitcnwär.den ? uni 6 der Umfangsnut 3 entlang vom ¥ert F auf Kullterur.ter,

Wenn man annimmt, vgl. Fig. 4, daß der Ring 8 in der Uinfangsnut J> zentriert liegt, sind die beiden Spiele auf beiden Seiten des Rings 8 aneinander gleich (J1 = J'1, JJ = C'Z). Die Leckmengen auf beiden Ringseiten sind also e>enf^lls gleich und die Druckverteilung längs der Seitenwär.de *j und 6 ist symmetrisch. Wie die seitlichen Diagramme in Fig. 4 veranschaulichen, geht der Druck P am inneren Rar'i ies Rings 8 zunächst mit einem Druckabfall Δ ΡΊ herunter auf den Druck ΡΊ am äußeren Rand des Kranzes Ί5} bleibt dann etwa gleich P1 über die Breite der durch die Rinr.e 15 gebildeten Kammer konstant, um schließlich vom 'wert P1 bis Null entlang des Kranzes 14 herunterzugehen. nUf beiden oeiten des "Rings 8 herrschen gleich Druckverhaltnisse und der Ring 8 liegt ausgeglichen in der Uirfangsr.ut J-.

Jb'ig. 5 veranschaulicht die Verhältnisse ₅ die sich ergeben, wenn der Ring 8 aus irgend einem Grunde längs der Achse der Welle 1 verschoben ist. Ir diesem Fall ist beispielsweise das Spiel J1 kleiner als J'1> der mittlere Druck nn der Seitenwand 5 ist stärker als an der anderen l'eit· r.wcnd, wie dies durch die seitlichen Diagramme ver- ;■ ■ ■vuli-ht wird. PJs entsteht also eine Kraft F, die den :.i;.- ■·■ .in 'er Umfengnnut J wieder in die zentrierte Lage zur"'ic <f "hrt.

Im Grcnzfall, wo der Ring 8 mit einem Kranz 14 an einer Seitenwand, beispielsweise der Seitenwand 5 der Umfangsnut 3 s anliegt, wie in Pig.6 dargestellt ist, wird die Leckmenge an dieser Seitenwand praktisch gleich Null und der Druck auf dieser Seite "bleibt konstant und ist auf der ganzen Fläche des Kranzes 15 und der Rinne 13 gleich dem Wert P. Dagegen sind die Drücke auf der gegenüberliegenden Seite des Rings 8, der von der Seitenwand 6 maximal entfernt liegt, auf ihren Minimalwert abgesunken.

Es ergibt sich also wieder eine Kraft F, die den Ring 8 in die Zentrierlage zurückführt.

Entsprechend den für die Spiele J1, J'1, J2 und J'2 gewählten Werten und gems R den Abmessungen der Kränze 14,15 und der Rinne 13 kann eine mehr oder weniger große Leckmenge und für die gegebene Längsverschiebung eine mehr oder weniger große Zentrierkre.ft erhalten werden.

Der Ring 8 ist also in einer stabilen Lage, wenn die Druckverteilung auf seinen beiden Seiten gleich ist. Jede Verschiebung des Rings 8 parallel zur Drehachse führt zum Auftreten einer Rückstellkraft, die den Ring 8 wieder in der Umfangsnut 3 zentriert.

Die in Fig. 7 und 8 dargestellte weitere Ausführungsform wirkt in gleicher Weise wie die beschriebene. Der Ring 8 trägt auch hier die Kränze 14 und 15» zwischen denen die Rinne 13 liegt.

Die Kränze 14 und 15 können sich in diesem Fall in gleicher Ebene befinden, denn es sind Kanäle bzw. Rillen 16 gleichmäßig um die Achse des Rings 8 herum verteilt in den inneren Kranz 15 eingearbeitet, so daß immer ein Zugang zur Druckkammer besteht, die durch die Rinne 13 gebildet wird, selbst wenn der Ring an eine Seitenwand 5

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oder 6 der ünfangsnut 3 angelegt ist. Die V/iederzentrierung geht genauso vor sich wie "bei der vorhergehenden Aiisfuhrunpsforiii.

In Fig. 9 und 1o ist die Anordnung im Prinzip die gleiche wie bei der Ausführungsform nach Fig. 7 und 8, jedoch mit dem Unterschied, daß die Kanäle 16 nicht offen in den Kränzen 15 liegen, sondern in den Körper des Rings eingearbeitet sind. Sie "bilden kalibrierte Öffnungen, die die Innenseite des Sings 8 mit dem Boden der Rinne 13 verbinden. Ohne weiteres ist ersichtlich, daß die Wirkungsweise hier wiede? die gleiche ist, wie sie bereits beschrieben wurde.

Bei der AusführungsIona nach Fig. 11 ist der Ring einfacher ausgeführt, denn er enthält nur noch die Kränze ^4-, während der übrige Teil 17 der Seitenflächen des Rings 8 um einen Wert zurückgesetzt ist, der entsprechend den Anforderungen des jeweiligen Felles gewählt wird.

Die Ringe in den Fig. 12 bis 2o enthalten in ihren Seitenflächen Ausnehmungen 18, die gleichmäßig und symmetrisch um die Achse des Rings 8 herum verteilt lieger..

Diese Ausnehmungen 18 sind mit der Innenweite des Rings 8 so verbunden, daß Druckkammerr gebildet werden, und zwar aur"h dann, wenn der Ring· 8 an einer eier Seitenwände 5 oder 6 der Umfangsnut 3 anliegt. Die Verbindung kann mittels offener Kanäle 19 in den Seitenflächen des Rings 8 erfolgen (Fir. 12 bis 1'0 oder durch Kanäle, die in den Ringkörper eingearbeitet sind (Fig. 18 bis ?o) oder durch Umfangsversetzung 2o der inneren Ränder der Seitenflächen des Rings (Fig. 15 bis 17).

-θ-

In allen Fallen arbeitet der Eing 6 in der bereits beschrlebenen Weise.

Selbstverständlich können bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel Abänderungen vorgenommen werden, insbesondere durch Ersetzen einzelner technischer Hlttel durch Äquivalente, ohne sich aus den Bereich der Neuerung zu entfernen. Insbesondere kann statt einer umlaufenden Welle auch ein anderer hohler Maschinenteil mit der Einri:htung gemäß der Neuerung versehen vrerden.

Claims

Sehnt zansprüche

1. Einrichtung zinn seitlichen Einführen eines Druckmittels in eine umlaufende Welle mittels eines stillstehenden Ringes, der in einer Umfangsnut der Welle angeordnet und mit einem radial verlaufenden Kanal für das Druckmittel versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Ring (8) in der Umfangsnut (3) der Welle (1) mit seitlichem Spiel axial frei beweglich liegt und seine Seitenflächen Ausnehmungen (13₅18) für eine die Lage des Ringes (F) augleichende Einwirkung des Druckmittels aufweisen, die mit der Innenseite des Ringes (8) in Verbindung stehen.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ring (8) Ausnehmungen (13) auf den Seitenflächen aufweist, die von konzentrischen Kränzen (14j 15) begrenzt sind.

5. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch g e kennzeichnet, daß die inneren Kränze (15) gegenüber den äußeren Kränzen (14) zurückgesetzt sind.

4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß Kanäle (16) als Verbindung der .ausnehmungen (13) mit der Innenseite des Rings (8) vorgesehen sind.

5· Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanäle (16) in Form von kalibrierten öffnungen in den Körper r.es Rings (8) eingearbeitet sind.

- 1ο -

LL

6. Einrichtung nach Anspruch. 2, dadurch ge kennzeichnet, da£ der Ring (ε) auf ^eder Seitenfläche nur einen Kranz (14) in der Nähe seines Außenrands aufweist.

7- Einrichtung nach Anspruch 1, cadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmungen (iö) auf jeder Seitenfläche des Rings (8) gleichmäßig um seine Achse verteilt sind und mit seiner Innenseite ^urch Kanäle (19) oder eine UmfangsVersetzung (2o) der Innenränder der Seitenfläche in Verbindung stehen.