Wenn es gilt, Fluide von einem statisch festen Leitungssystem in eine angetriebene, rotierende Baugruppe ein- und abzuführen, so ist eine präzis gefertigte leckagefreie Drehdurchführung unbedingt notwendig. Wo solche Bauelemente eingesetzt werden, zeigt die folgende Aufzählung anhand einiger Beispiele.
Dieser Beitrag wurde nach Informationen von Deublin GmbH, Hofheim-Wallau von Matthais Boehme, Red. KEM erstellt
Einführung zum Einbau in die Welle
Die Anwendungsgebiete für diese Einführungen sind pneumatisch oder hydraulisch betätigte Kupplungen, drehende Zylinder und Vorrichtungen sowie stufenlos hydraulisch verstellbare Keilriementriebe. Baugruppen, wie sie in Werkzeugmaschinen, Transport- und Flurförderzeugen bis hin zu Handhabungsgeräten zu finden sind.
Hauptmerkmal im gesamten fluidischen und Druckluft-Antriebsbereich ist die Möglichkeit der räumlichen Entkopplung von Antriebs- und Abtriebsleistung. Das wird kombiniert mit der relativen Verlustfreiheit innerhalb der übertragenden Rohre und Schläuche.
Allgemein wird von Konstrukteuren geschätzt, daß sich mit Hydraulik und Druckluft platzsparender planen läßt. Um das letztgenannte Argument noch weiter zu unterstützen, hat der Hersteller Deublin Einführungen zum Einbau in die Welle zur Serienreife gebracht.
Besonderes Kennzeichen der Einführung Serie 1005 ist, daß nur noch ihr Anschlußgewinde für axialen oder radialen Anschluß über das Wellenende herausragt. Gängige Medien sind Luft und Hydraulik bei Drücken von 10 bis maximal 70 bar im unteren Bereich der Mittelhydraulik.
Ist Vakuum das „Medium“, gilt ein Maximum von 6,7 kPa. Drehzahlen bis 3 500 1/min und Temperaturen bis 120°C sind möglich.
Obwohl ein „Leichtgewicht“ mit 200 Gramm und Nennweite 3,2 mm, die Drehdurchführung kann sich mit ihrer Leistung sehen lassen:
Die Durchflußmengen liegen bei 250 l/min für Luft und 4 l/min für Hydrauliköle. Kugellager und Spezialdichtungspaarungen geben der Einführung eine äußerst lange Standzeit, die für eingebaute Teile ganz besonders wichtig ist.
Energieeinsparung möglich
Die Forderung nach sparsamem Umgang mit der Ressource Energie ist den Unternehmen nicht neu. Schon von sich aus sind Unternehmen seit jeher auf der Suche nach Energiesparmöglichkeiten, durch die neue Stromsteuer wird die Wichtigkeit dazu nochmals betont.
Maschinen zur Folienherstellung wie z.B. Kalandrier-Anlagen weisen neben den angetriebenen Walzen auch etliche antriebslose Walzen auf. Während erstere die wickelnden oder formenden Arbeiten verrichten, werden letztere zur Richtungsänderung, Zuführung und Abkühlung des Materials verwendet. Drehdurchführungen finden sich an beiden Walzentypen zur Durchführung des Wärme- oder Kältemittels.
Die Motoren der angetriebenen Walzen müssen dabei so ausgelegt sein, daß sie die Reibmomente der nicht angetriebenen Walzen und deren Anbauteile wie Drehdurchführungen kompensieren können.
Die Analyse dieser Situation gab für die Konstrukteure von Drehdurchführungen den Ausschlag, speziell für die nicht angetriebenen Walzen Sonder-Drehdurchführungen zu entwickeln. Ohne auf die bekannten Faktoren Verschleißarmut und stabile Lagerung zu verzichten, ist es gelungen je nach Modell die Reibmomente um ca. 50 bis teilweise um 80% der Werte einer Standardversion zu reduzieren. Erreicht wurde dies durch gezielte Änderung der statischen Dichtung, veränderten Materialpaarungen der dynamischen Dichtungen und eine spezielle Druckfeder.
Wegen der erheblich geringeren Reibmomente können die Antriebsmotoren nun beim Neubau von Anlagen kleiner ausgelegt werden, beim Austausch innerhalb vorhandener Anlagen laufen die Motoren mit geringerer Last. Beides ergibt eine nicht zu vernachlässigbare Energieeinsparung.
Die Einführungen der Serie 55 mit niedrigem Reibmoment werden nur auf Kundenwunsch hergestellt. Ihre maximale Drehzahl liegt je nach Modell bei 2 500 – 3 500 min-1, geführtes Medium ist Wasser mit maximalem Druck von 10 bar und maximaler Temperatur von 50°C.
Die Filtration von Fremdkörpern geht bis 25 µm. Die Durchführungen sind als Ein- oder Zweiwege-Versionen lieferbar.
Nutzung der Wasserkraft zur Energiegewinnung
Eigentlich kein neues Thema, denn Wasserturbinen gibt es ja schon seit etlichen Jahren. Doch ebenso wie man versucht, Stromverbraucher so sparsam wie möglich zu konstruieren, so ist man bemüht, bei der Energiegewinnung die Effizienz zu steigern. Dabei ist es gleich, welchen Turbinentyp man speziell betrachtet. Ob Francis- oder Peltonturbine, sie alle benötigen Steuer- und Leitelemente, um eine optimale Anströmung des Turbinenlaufrades zu gewährleisten. Strahlablenker, Düsennadelverstellung und Turbinenschaufelverstellung werden im Regelfall hydraulisch betätigt. Je nach Bauform ist dazu eine Drehdurchführung notwendig, die mehrere mit unterschiedlichen Drücken oder Durchflußmengen beaufschlagte Leitungen mit dem drehenden Maschinenteil verbindet.
Besonders anschaulich wird das bei der Francis-Turbine, einer Überdruck-Bauart. Hierbei wird das Laufrad von außen nach innen durchströmt. Der Druck am Laufradeintritt ist größer als an seinem Austritt. Die Leitschaufeln sind profiliert und drehbar gelagert. Bei Änderung der Betriebsverhältnisse wegen Fallhöhen- und Volumenschwankungen muß der Drall vor dem Laufrad durch die Leitschaufel-Verstellung so eingeregelt werden, daß trotz geringerer Antriebsleistung die Drehzahl des Laufrades möglichst konstant bleibt. Die Serie 912 ist eine kompakte, hydrostatisch dichtende 2-Wege-Durchführung speziell für diese Anwendung konstruiert. Alle Kanäle sind durch Leckbohrungen völlig voneinander getrennt, die gezielte Abfuhr von Spaltleckage wird durch einen separaten Leckanschluß sichergestellt.
Der konstruktive Aufbau sorgt für verschleißarme und zuverlässige Übertragung auch hoher Drücke, die eingebaute Kugellagerung gewährleistet den exakten Rundlauf des Rotores.
Die wichtigsten Daten der Serie 912:
– Medium: Mineralöl nach ISO VG 32
– Druck: 3 bis 200 bar
– Drehzahl: 3 000 min-1
– Temperatur: 10 bis 60 °C
– Durchflußmenge: 15 l/min
– Filtration: 10 µm
– Gewicht: 2,56 kg
– Statische Dichtungen: Viton
– Materialien: Alu-Legierung, Stahl.
Ultra kompakte Bauform
Druckmaschinenherstellern bauen ihre Maschinen immer kompakter und somit wurden auch Drehdurchführungen für die Temperierung von Farbreiberwalzen ebenfalls kompakter.
Nach den Duoflow-Versionen mit der Vor- und Rücklaufführung durch ein Bauteil führen, folgten die Entwicklungen dahin, die Funktionsbauteile der Durchführung in kleineren Gehäusen „unterzubringen“, ohne dass gewünschte Eigenschaften wie Standzeit, Zuverlässigkeit und Stabilität eingeschränkt werden.
So wurden bei der Entwicklung der Serie 157 folgende Einbaumaße von nur noch 56 mm Durchmesser und 111 mm Länge realisiert. Trotz ihrer ultra-kompakten Bauform verfügt sie über eine stabile Kugellagerung mit zusätzlicher Abdichtung zum Dichtungsraum. Bei der verschleißarmen Gleitringdichtung (Materialpaarung Siliziumkarbid/Kohlegraphit) ist sogar ein kurzzeitiger Trockenlauf möglich.
Die Anschlüsse für Vor- und Rücklauf sind gleich groß, ein flexibles Siphonrohr steht zur Verfügung. Die geringen Abmessungen machen diese Durchführung nicht nur für den Druckbereich interessant, sondern auch überall dort, wo eine Durchführung benötigt wird, aber nur ein kleiner Einbauraum zur Verfügung steht.
Ausführliche Informationen
Drehdurchführungen
KEM 615
Einführungen
KEM 616
Internet
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