Was sind Drehdurchführungen und wie werden sie in Bewegungsanwendungen eingesetzt?

Was sind Drehdurchführungen und wie werden sie in Bewegungsanwendungen eingesetzt?

Rotierende Komponenten sind in Bewegungsanwendungen weit verbreitet – Roboterarme, Wickler, Spulen, Spindeln und Drehtische sind nur einige Beispiele. Während die Erzeugung von Drehbewegungen einfach ist, wird die Aufgabe komplizierter, wenn Luft oder Flüssigkeiten von einer stationären Quelle zu einer rotierenden Komponente zum Kühlen, Heizen, Schmieren oder zur Übertragung von Flüssigkeitskraft übertragen werden müssen. An dieser Stelle kommen Drehdurchführungen ins Spiel.

Drehdurchführungen stellen eine Schnittstelle dar, die es ermöglicht, flüssige Medien – Luft, Dampf oder Flüssigkeit – zwischen einer rotierenden Komponente und einer statischen Komponente zu übertragen. Sie sind für eine Vielzahl von Medienbedingungen ausgelegt, einschließlich sehr hoher und niedriger Temperaturen, Durchflüsse und Drücke, einschließlich Vakuumanwendungen. Im Gegensatz zu anderen Fluidübertragungsmechanismen eignen sich Drehdurchführungen für Anwendungen, die eine beliebige Kombination von Drehwinkeln erfordern, einschließlich einer kontinuierlichen Drehung in eine Richtung.

Es gibt zahlreiche Konstruktionen und Konfigurationen für Drehdurchführungen – oft werden sie sogar für die jeweilige Anwendung maßgeschneidert -, aber alle Drehdurchführungen bestehen aus vier grundlegenden Teilen: dem Gehäuse, einem oder mehreren Lagern, der Welle und einer oder mehreren Dichtungen.

Das Gehäuse ist in der Regel der stationäre Teil und ist mit der Medienversorgung verbunden. Die Welle ist unabhängig vom Gehäuse und dreht sich mit der angeschlossenen Drehvorrichtung. Medien können über Öffnungen im Gehäuse radial oder axial durch die Verschraubung fließen. Der rotierende Teil ist in Radiallagern gelagert – in der Regel in einem oder mehreren vollständig abgedichteten Rillenkugellagern.

Die wichtigste Komponente der Drehdurchführung ist wohl der Dichtungsmechanismus, der Leckagen zwischen den rotierenden und stationären Bauteilen verhindert oder reduziert, und zwar bei minimaler Reibung und Abnutzung. Die Palette der Dichtungstypen reicht von einfachen Lippendichtungen bis hin zu komplexeren federbelasteten Gleitringdichtungen, die sich automatisch anpassen, um den Druck auf die Dichtungsflächen zu minimieren und so Reibung und Verschleiß zu verringern.

Natürlich sollte der Flüssigkeitstransfer im Idealfall leckagefrei sein, aber in einigen Anwendungen ist ein völlig leckagefreier Transfer nicht möglich. In diesen Fällen wird die Freisetzung von Medien in die Umwelt durch ein Auffangsystem verhindert, das die ausgetretenen Medien auffängt und die umliegenden Geräte und das Personal schützt.

Bei der Auswahl einer Standard-Drehdurchführung oder bei der Entwicklung eines kundenspezifischen Produkts sollten die folgenden Faktoren berücksichtigt werden:

– Art der zu transportierenden Medien

– Rotationsgeschwindigkeit

– Durchflussmenge des Mediums

– Druck des Mediums

– Temperatur des Mediums

– zulässige Leckage

Die Art des Mediums ist besonders wichtig, da die Werkstoffe des Gehäuses, der Welle und der Dichtung mit dem durch die Verschraubung fließenden Medium kompatibel sein müssen. Die Medien können von Wasser bis hin zu hochkorrosiven Flüssigkeiten und Dampf reichen, und die Hersteller gehen auf die jeweiligen Herausforderungen ein, indem sie nicht nur für das Gehäuse und die Welle, sondern auch für die Dichtungen eine breite Palette von Werkstoffen anbieten.

Obwohl Ein- und Zweistromdesigns am gebräuchlichsten sind, können Drehdurchführungen mehrere unabhängige Durchflusswege aufweisen, die es ermöglichen, verschiedene Medien ohne Vermischung gleichzeitig zu übertragen. Es ist auch üblich, Schleifringe oder faseroptische Drehdurchführungen in Drehdurchführungen zu integrieren, die sowohl den Durchfluss von Flüssigkeiten als auch von elektrischen oder faseroptischen Kabeln ermöglichen.