Der richtige Dreh

Themen Maschinenelemente

Mehrkanal-Drehdurchführungen - Drehdurchführungen müssen unterschiedlichsten Anforderungen gerecht werden. Interessant sind Lösungen, die den gleichzeitigen Transport mehrerer Medien erlauben.

15. Juni 2010

Die Firma Deublin, Spezialist für Durchführungstechnik aus Hofheim am Taunus, hat im Segment der Mehrkanal-Drehdurchführungen die Entwicklung konsequent vorangetrieben. Um auch speziellen Kundenwünschen gerecht zu werden, bietet die neue Serie zwei bis zwölf frei konfigurierbare Transportkanäle und Anschlüsse.

Drehdurchführungen kommen zum Einsatz, wenn Medien wie Heizdämpfe, Wasser-Glykol-Gemische, Hydraulik- und Schneidflüssigkeiten, Luft, Inertgase und sogar Vakua durch den abgedichteten Übergang zwischen feststehenden Druckleitungen und rotierenden Maschinenteilen wie Zylinder, Walzen, Spindeln oder Kupplungen transportiert werden müssen. Eine besondere Herausforderung stellt dabei der gleichzeitige Transport mehrerer Medien dar, denn im Regelfall wird gewünscht, dass sich die geführten Medien nicht vermischen, sprich: die Kanäle müssen vollständig voneinander isoliert sein. In einem solchen Fall kommen sogenannte Mehrkanal-Drehdurchführungen zum Einsatz. Diese sorgen dafür, dass die verschiedenen Medien über unabhängige Kanäle zu unterschiedlichen Zuleitungspunkten einer Achse geführt werden.

Die Dichtung entscheidet

Typische Anwendungsbereiche für Mehrkanal-Drehdurchführungen finden sich zum Beispiel in der Stahlindustrie bei Revolverköpfen für Gießpfannen im Stranggussverfahren, in der Halbleiterindustrie bei PVD-Verfahren, der Waver-Bearbeitung oder CMP-Verfahren und in der Kunststoff- und Gummiindustrie im Spritzgießverfahren. Aber auch in der Luft- und Raumfahrtindustrie und bei Flugsimulatoren sowie bei Schienenfahrzeugen. Für jede Anwendung sollten primär der Durchmesser und die Anzahl der Kanäle sowie die Einstellung der Flansche und die allgemeinen Betriebsbedingungen individuell abgestimmt sein.

Die Grundlage für das richtige Funktionieren einer Mehrkanaldurchführung ist die verwendete Dichtungstechnik. Abhängig von den vorherrschenden Betriebsbedingungen wie Temperatur, Druck, Drehgeschwindigkeit, Drehmoment, Medienzusammensetzung und Kanalgröße kommen unterschiedliche Dichtungsarten zum Einsatz, um einen minimalen Verschleiß und eine lange Lebensdauer zu erzielen. Zur Verwendung kommen hier Plastomerdichtungen, mechanische Dichtungen oder hydrostatische Dichtungen. Plastomerdichtungen als individuell hergestellte Verbindungen aus Kunststoff und Elastomer bieten einen weitaus umfassenderen Schutz vor hohen Temperaturen und hohem Druck als herkömmliche Elastomere. Die Geometrie der Dichtung und das Zusammenspiel von Dichtung und Drehkörper-Dichtfläche müssen je nach Anwendung genau an die Drehgeschwindigkeit und an die Zusammensetzung sowie den Druck des transportierten Mediums angepasst werden. Diese Dichtungsart eignet sich insbesondere für niedrige Drehzahlen, bis zu 250 Umdrehungen pro Minute, und für intermittierende Anwendungen.

Mechanische Dichtungen sind, ähnlich den hydrostatischen Dichtungen, für hohen Druck und hohe Geschwindigkeiten ausgelegt. Da bei mechanischen Dichtungen ein gewollter physischer Kontakt hergestellt wird, kann das transportierte Medium praktisch nicht über die Dichtfläche austreten. Bei hochentwickelten Keramik- und Metalldichtungen genügt bereits ein geringes Drehmoment. Neben minimalem Verschleiß und einem optimalen Schutz gegen Medienverunreinigung erreicht diese Bauform eine besonders lange Lebensdauer.

Hydrostatische Dichtungen sind für unter Hochdruck zu transportierende Flüssigkeiten konzipiert, vermeiden bei hohen Drehgeschwindigkeiten jeglichen physischen Oberflächenkontakt und gewährleisten hohe Standzeiten. Die Flüssigkeit fließt dabei kontrolliert durch den definierten Spalt zwischen den stationären und rotierenden Oberflächen. So kann bei einem möglichst geringen Drehmoment ein störungsfreier Betrieb gewährleistet werden.

Bedingt durch den Flüssigkeitsdurchsatz im Spalt würde diese Dichtungsform normalerweise per Definition nicht mit unterschiedlichen Medien beschickt werden, da in der klassischen Bauform keine strikte Trennung der Kanäle erreicht wird. Sonderanfertigungen und technische Weiterentwicklung machen diesen Dichtungstyp dennoch Mehrmedien-tauglich.

Jörn Jacobs/csc

Erschienen in Ausgabe: 04/2010