Die Erfindung bezieht sich auf eine Drehdurchführung zur Zufuhr und/oder zur Abfuhr eines druckbeaufschlagten Mediums in einen bzw. aus einem axialen

Hohlraum eines sich drehenden Maschinenteils mit einem gerätefesten, sich nicht drehenden Durchführungsteil, einem sich drehenden Durchführungsteil und mit Lagermitteln sowie mit Dichtmitteln, die in einer radialen Dichtebene zwischen dem sich drehenden Durchführungsteil und dem gerätefesten Durch- führungsteil wirksam sind.

Drehdurchführungen umfassen generell einen gerätefesten, sich nicht drehenden Durchführungsteil und einen sich mit dem drehenden Maschinenteil drehenden Durchführungsteil, wobei Dichtmittel zwischen dem gerätefesten und dem sich drehenden Durchführungsteil angeordnet sind. Eine solche Drehdurchführung wird zur Versorgung von Walzen oder Rollen mit Kühlmittel benutzt, die gewissermaßen Achsen oder Wellen darstellen, welche an ihren Enden über Lager gestützt werden. Unter der schweren Last erleiden diese sich drehenden Maschinenteile eine gewisse Achsdurchbiegung, was zu sogenann- ten Winkelfehlern an den Achs- oder Wellenenden führt. Der Winkelfehler bedeutet eine Verschiebung und Kippung der radialen Endflächen des sich drehenden Maschinenteils und damit auch des sich drehenden Durchführungsteils, wenn dieses starr mit dem sich drehenden Maschinenteil verbunden ist. Dies führt zu Abdichtungsproblemen.

Aus der DE 10 2004 056 818 B3 ist eine Drehdurchführung bekannt, deren sich drehender Durchführungsteil eine Hülse aufweist. Der sich drehende Maschinenteil umfasst einen axialen Hohlraum mit einem Hohlraumeinsatz. Eine Buchse hat eine an den Hohlraum angepasste Außenseite. Das sich drehende Maschinenteil ist über Lager abgestützt, die eine gewisse Schwenkung des Achsenendes zulassen. Dabei ist die Buchse des Hohlraumeinsatzes mit einer balligen Innenseite ausgebildet. Die Hülse des sich drehenden Durchführungsteils ist mit einem Außendurchmesser passend zu dem kleinsten Durchmesser der balligen Innenseite der Buchse ausgebildet. Bei dieser Konstruktion sind die Dichtmittel zwischen dem gerätefesten und dem sich drehenden Maschinenteil in einer radialen Ebene zur Achse des sich drehenden Durchführungsteils wirk- sam und können sich gegeneinander verschieben, während sie sich gleichzeitig relativ zueinander drehen. Wenn bei starker Belastung sich das drehende Maschinenteil durchbiegt und das Achsenende schwenkt, kann der sich drehende Durchführungsteil auf der balligen Innenseite der Buchse um den Betrag des Winkelfehlers abrollen, so dass der sich drehende Durchführungsteil achsparal- IeI bleibt und es zu keinem Verkanten der Dichtmittel in der radialen Dichtebene kommt. Dadurch soll eine gleichbleibend gute Dichtwirkung in der radialen Dichtebene zu erwarten sein. Die aus der DE 10 2004 056 818 B3 ist bekannte Drehdurchführung ist als stirnseitig angeflanschte Drehdurchführung ausgebildet.

Häufig ist es jedoch nicht möglich, stirnseitige Anschlüsse anzubringen. Insbesondere bei großen Wellen in der Antriebstechnik, insbesondere bei Walzenantrieben, setzt man radiale Drehdurchführungen ein, um eine Medieneinleitung von außen in die Welle zu ermöglichen, beispielsweise an eine Welle, an die eine Zahngelenkspindel angelenkt ist. In diesem Fall weist ein ortsfester Drehdurchführungsteil einen Zufuhrring auf, der über ein Gleitlager gegenüber einem sich im Inneren des ortsfesten Drehdurchführungsteils drehenden Drehdurchführungsteil gelagert ist. Durch eine radiale Zuführung tritt ein Schmiermittel durch den Zufuhrring hindurch in einen Hohlraum zwischen den beiden Dreh- durchführungsteilen und aus dem Hohlraum über eine in dem sich drehenden Drehdurchführungsteil verlaufende radiale Leitung in dessen Inneres.

Eine derartige Drehdurchführung 1 (in Fig. 1 in perspektivischer Darstellung und in Fig. 2 in einer Schnittdarstellung entsprechend einer Schnittlinie A - A aus Fig. 1 dargestellt) nach dem Stand der Technik umfasst einen gerätefesten

Drehdurchführungsteil 2, der einen sich drehenden Drehdurchführungsteil 3, d. h. eine Welle, mantelförmig radial umgibt. In einem Gehäuse 4 des Drehdurchführungsteils 2 ist eine in radialer Richtung verlaufende Medienzuleitung 5 angebracht, die durch einen sich mit dem Gehäuse 5 mitdrehenden Gleitring 6 hindurchtritt und ein Medium zu einer den Drehdurchführungsteil 3 ringförmig umgebende Kammer 7 zuführt. Über eine sich mit dem Drehdurchführungsteil 3 mitdrehende weitere radial verlaufende Medienzuleitung 8 ist die Hohlkammer 7 mit einer in Richtung der Längsachse des Drehdurchführungsteils 3 verlaufenden Medienleitung 9 verbunden. Der Gleitring 6 bildet mit der Mantelfläche des Drehdurchführungsteils 3 einen Schmierspalt 6a von etwa 0,5 mm Höhe und ist über stirnseitig an dem Drehdurchführungsteil 3 angebrachte Dichtungen 10, 11 nach außen abgedichtet. Bei dieser Konstruktion muss ein verhältnismäßig großes Spiel zwischen dem Gleitring 6 und dem Drehdurchführungsteil 3 in Kauf genommen werden, die den Aufbau eines hohen Schmiermitteldrucks nicht erlaubt.

Nachteilig an einer derartigen sowie an anderen bekannten Lösungen ist, dass stets ein Spiel zwischen der Lagerung und der Welle vorhanden ist. Nachteilig ist auch der Eigenschmierstoffverbrauch der Lagerung. Weitere Nachteile sind die Temperaturerhöhung der eingesetzten Medien im Laufe des Betriebs sowie das durch großes Spiel zwischen dem sich drehenden und dem ortsfesten Drehdurchführungsteil verursachte Dichtungsproblematik.

Es ist die Aufgabe der Erfindung, die Nachteile des Standes der Technik zu vermeiden und zusätzlich die Möglichkeit zu schaffen, Dichtungen für höhere Drücke einzusetzen, insbesondere für Drücke von mehr als 2 bar.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einer Drehdurchführung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass die Lagermittel einzelne Stützlager umfassen, die den radialen Abstand zwischen dem gerätefesten Drehdurchführungsteil und dem sich drehenden Durchführungsteil festlegen. Damit sind anstelle einer umlaufenden Lagerung, wie sie nach dem Stand der Technik vorgesehen ist, nur punktuelle Abstützelemente erforderlich, was zu einer deutlich geringeren Entwicklung von Reibungswärme im Vergleich zum Stand der Technik führt. Durch die Erfindung werden die Nachteile des Standes der Technik überwunden. Durch die Erfindung ist es möglich, eine funktions- tüchtige Drehdurchführung in eine Flachzapfenspindel einzubauen.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Von Vorteil erweist es sich, wenn die Stützlager als Stützrollen ausgebildet sind. Durch den Einsatz der Stützrollen wird eine feste Abstützung des sich drehenden Drehdurchführungsteils gegenüber dem ortsfesten Drehdurchführungsteil geschaffen, die bei hoher Stabilität im Bereich der Lager anstelle von Gleitreibung nur Rollreibung verursacht und somit zu einer weit geringeren Erwärmung des Kühl- und Schmiermediums führt, als dies beim Stand der Technik der Fall ist. Es kommt hinzu, dass bei den nun möglichen höheren Drücken Dichtungen eingesetzt werden können, die nur geringe Rundlaufabweichungen, beispielsweise von weniger als 0,2 mm, ausgleichen können. Daher müssen die tatsächlichen Rundlaufabweichungen zwischen der Drehdurchführung und der Welle sogar deutlich kleiner sein als dieser Wert. Es stellt sich jedoch heraus, dass sich derartig geringe Rundlaufabweichungen beim Einsatz der Erfindung erreichen lassen. Gemäß der Erfindung wird das Gewicht des feststehenden Drehdurchführungsteils von mindestens zwei Rollen oder Rollenpaaren, den Stützrollen, so auf die Welle übertragen, dass die in der Medienzuführung eingebau- te Dichtung präzise auf der Mantelwand der Welle, des sich drehenden Drehdurchführungsteils, anliegt und damit nur eine geringe Beweglichkeit der Dichtlippen notwendig ist. Dichtungen für höhere Drücke, die nur eine geringe Flexibilität aufweisen, können somit eingesetzt werden.

Die Rollen oder Rollenpaare, die die Stützrollen bilden, sind unabhängig von einer Schmierung durch das durchzuleitende Schmiermedium. Dies bedeutet, dass sich mit einer erfindungsgemäßen Drehdurchführung beliebige flüssige oder gasförmige Medien durchgeleitet werden.

Vorzugsweise werden die Stützrollen durch Achsen, Wellen, Naben und/oder durch stirnseitige Führungsmittel, insbesondere durch Bünde, geführt.

Gemäß dem Grundprinzip der Erfindung sind in einer radialen Ebene an einem äußeren Zufuhrring für die Medienversorgung wenigstens zwei Stützrollen oberhalb der Wellenachse des sich drehenden Drehdurchführungsteils angeordnet, die gegenüber dem sich nicht drehenden Drehdurchführungsteil abgestützt sind.

Alternativ sind die wenigstens zwei Stützrollen unter einem spitzen oder einem stumpfen Winkel zueinander angeordnet.

In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind drei Stützrollen, insbesondere in gleichen Abständen zueinander, vorgesehen. Prinzipiell kann die Lagerung symmetrisch oder asymmetrisch erfolgen.

Durch den Einsatz einer spielfreien Vorspannung, beispielsweise der Rollenla- ger der Stützrollen, lässt sich ein spielfreier Lauf des sich drehenden Drehdurchführungsteils bei präzisem Rundlauf erreichen.

Ferner kann vorgesehen werden, dass die Stützrollen jeweils in einem sie tragenden Gehäuse, insbesondere in einem Wagen, integriert sind.

Die Stützlager lassen sich sowohl innerhalb oder außerhalb eines von dem Medium durchflossenen Raums anordnen.

Die Erfindung bezieht sich auch auf eine Antriebseinheit, insbesondere einen Walzenantrieb, mit einer Drehdurchführung, wie sie gemäß der Erfindung, insbesondere anhand der nachfolgenden Beschreibung, dargestellt ist. Nachstehend wird die Erfindung in einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 3 eine seitliche Draufsicht auf eine erste Ausführungsform einer Drehdurchführung, deren gerätefester Drehdurchführungsteil über zwei Stützrollen gegenüber dem drehender Drehdurchführungsteil abgestützt ist,

Fig. 4 eine Schnittansicht der Drehdurchführung aus Fig. 3 entlang einer

Schnittlinie A - A, Fig. 5 eine seitliche Draufsicht einer weiteren Ausführungsform einer

Drehdurchführung, deren sich gerätefester Drehdurchführungsteil über drei gleichbeabstandete Stützrollen gegenüber dem sich drehenden Drehdurchführungsteil abgestützt ist,

Fig. 6 eine seitliche Draufsicht einer dritten Ausführungsform der Erfin- düng, in der vier gleichbeabstandete Stützrollen den gerätefesten

Drehdurchführungsteil gegenüber dem sich drehenden Drehdurchführungsteil abstützen,

Fig. 7 eine Schnittansicht der dritten Ausführungsform gemäß Fig. 6 entlang einer Schnittlinie B - B, Fig. 8 eine Variante der dritten Ausführungsform in seitlicher Draufsicht und

Fig. 9 eine Schnittansicht der Variante gemäß Fig. 8 entlang einer

Schnittlinie B - B.

In einer ersten Ausführungsform der Erfindung (Fig. 3, A) weist eine Drehdurchführung einen gerätefesten Drehdurchführungsteil 12 auf, der über zwei Paare von stirnseitig an dem Drehdurchführungsteil 12 angebrachten Stützrollen 13, 14 gegenüber einem sich drehenden Drehdurchführungsteil 15 abgestützt ist. Die beiden Paare von Stützrollen 13, 14 sind in einem rechten Winkel zueinan- der angeordnet. Über eine Welle oder über seitliche Fixiermittel sind die Positionen der Stützrollen 13, 14 gegenüber einem Gehäuseteil 16 des Drehdurch- führungsteils 15 festgelegt. Zwischen einer Rolienachse 17 und einem Mantelteil 18 befindet sich jeweils ein ringförmiges Lager 19.

Die Stützrollen 13, 14 befinden sich außerhalb eines durch Dichtungen 20, 21 abgedichteten ringförmigen Hohlraums 22, der den Drehdurchführungsteil 15 umgibt. In dem Gehäuseteil 16 ist eine Medienzuführung 23 angebracht, die zu dem Hohlraum 22 führt. Von dort wird ein zum Schmieren und/oder Kühlen dienendes Medium in einen radial verlaufenden Kanal 24 im Inneren des Drehdurchführungsteils 15 weitergeleitet. Der Kanal 24 mündet in einen in Richtung der Längsachse des Drehdurchführungsteils 15 verlaufenden Kanal 25.

In ähnlicher Weise ist eine zweite Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Drehdurchführung (Fig. 5) ausgestaltet. Hierbei sind drei Stützrollen 26, 27 und 28 vorgesehen, die in gleichen Abständen angeordnet sind, so dass ihre Mittelpunkte die Ecken eines gleichseitigen Dreiecks bilden. Damit hat diese Kon- struktion gegenüber der in Fig. 3, 4 dargestellten Konstruktion, in der die Stabilität des Aufbaus nur durch das Eigengewicht des ortsfesten Drehdurchführungsteils definiert ist, den Vorteil, dass ein gleichmäßigerer Lauf gewährleistet wird. Durch Verändern der Achspositionen der Stützrollen 26, 27 und 28 kann sogar ein spielfreier Lauf des sich Drehdurchführungsteils 12 und damit der Dichtun- gen 20, 21 gegenüber dem Drehdurchführungsteil 15 eingestellt werden.

Eine weitere Ausführungsform (Fig. 6, 7) einer Drehdurchführung umfasst vier Stützrollen 29, 30, 31 und 32, deren Mittelpunkte die Ecken eines Quadrates bilden. Im Unterschied zu der in Fig. 3 dargestellten Ausführungsform wird die Achse der Stützrollen 29, 30, 31 und 32 von einer Welle 33 (Fig. 7) gebildet, die über einen Wellenzapfen oder einen Laufbund 34 seitlich gegenüber dem Gehäuseteil 16 gelagert ist. Im übrigen unterscheidet sich diese Ausführungsform nicht im Aufbau von den in Fig. 3 bis 5 dargestellten Ausführungsformen. Ein Vorteil dieser Ausführungsform besteht darin, dass größere Axialkräfte übertra- gen werden können. In einer letzten Ausführungsform (Fig. 8, 9) sind in einem ebenfalls vier Paare von Stützrollen 29 bis 32 umfassenden Drehdurchführungsteil 12 die Paare der Stützrollen 29 bis 32 im Unterschied zu den oben beschriebenen Ausführungsformen nicht einander gegenüberliegend auf den beiden Stirnseiten des Drehdurchführungsteils 12 angebracht, sondern nebeneinanderliegend und durch eine gemeinsame Welle 35 miteinander verbunden auf einer der beiden Stirnseite. Wie in den anderen Ausführungsbeispielen befinden sich die Stützrollen 29 bis 32 außerhalb des Gehäuseteils 16. Es versteht sich, dass bei der Ausgestaltung der Stützrollen 29 bis 32 als Zwillingsrollen die um 180° einander gegenüberliegenden Stützrollen 29 und 31 beispielsweise auf der einen Stirn- seite und die beiden anderen ebenfalls um 180° einander gegenüberliegenden Stützrollen 30 und 31 auf der anderen Stirnseite angeordnet sein können.

Vorteilhaft an dieser Ausführungsform ist, dass die Dichtungen 20, 21 jeweils leichter zugänglich sind. Außerdem kann diese Ausführungsform auch bei be- engten Platzverhältnissen eingesetzt werden. Erfindungsgemäß können auch Stützrollen eingesetzt werden, deren Mantelteile 18 eine ballige, d. h. konvexe, Außenkontur aufweisen und die in entsprechend ausgeformten Konturen auf den beiden Drehdurchführungsteilen abrollen.

In allen Ausführungsformen ist der gerätefeste Drehdurchführungsteil 12 gegenüber ortsfesten Bauteilen durch eine Drehmomentstütze abgestützt.

Bezugszeichenliste

1 Drehdurchführung

2 gerätefester Drehdurchführungsteil

3 sich drehender Drehdurchführungsteil

4 Gehäuse

5 Medienzuleitung

6 Gleitring

6a Schmierspalt

7 Kammer

8 Medienzuleitung

9 Medienleitung

10 Dichtung

11 Dichtung

12 gerätefester Drehdurchführungsteil

13 Stützrolle

14 Stützrolle

15 sich drehender Drehdurchführungsteil

16 Gehäuseteil

17 Achse

18 Mantelteil

19 ringförmiges Lager

20 Dichtung

21 Dichtung

22 Hohlraum

23 Medienzuführung

24 Medienzuleitung

25 Medienleitung

26 Stützrolle

27 Stützrolle Stützrolle

Stützrolle

Stützrolle

Stützrolle

Stützrolle

Welle

Laufbund

Welle