CN102325967A - 具有集成的油分离装置的轴体 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种可旋转地支撑在轴承装置(4)中的轴体(2)，包括集成在轴体(2)的空腔(3)中的油分离装置。根据本发明，在轴体(2)中在外壳侧设有与轴承装置(4)的排放通道(4a；4b)对应的至少一个排放孔(3a；3b)。

Description

具有集成的油分离装置的轴体

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的、具有集成的油分离装置的轴体、特别是分配轴。

背景技术

WO2006/119737A1公开了一种被构造为分配轴且具有集成的油分离装置的空心轴，其中，除了设置在分配轴外圆周上的预分离器之外还设置了集成在分配轴的空腔中的旋流器作为最终分离器。

发明内容

本发明的目的在于，提出一种此类具有集成的油分离装置的轴体，通过该轴体确保了尽可能紧凑以及节省空间的构造方式。

根据本发明，该目的通过具有权利要求1的特征的轴体实现。通过在环围轴体的轴承装置的区域中设置至少一个排放孔(特别是油排放孔)，所述至少一个排放孔布置在外壳侧(轴体的凸面侧)且基本上径向布置、有利的是所有存在的排放孔用于将被排放的油和将被排放的气体，以及轴体的至少一个排放孔与轴承装置的至少一个相应的排放通通相对应，确保了具有集成的油分离装置的轴体的非常节省空间和紧凑的构造方式。在简单的实施方式中，分离出的油的排出通过轴体中的一个或多个径向的、外壳侧排放孔实现，所述排放孔与轴承装置的至少一个排放通道对应，而气流的排放可以轴向地通过空心的轴体的敞开的端部实现。在优选的情况下，即在油的排出和清洁的气体的排放都将通过径向的外壳侧排放孔实现，至少一个外壳侧气体排放孔在流动方向上看设置在至少一个外壳侧油排放孔的下游。为了将轴向流动的空气流或气流转向到径向设置的(外壳侧的)轴体壁的气体排放孔，在轴体的空腔中设置相应设计的导流元件。该导流元件可以被设计为栓塞形式的部件，其设计方式为，轴向流动的气体至少部分地被转向到至少一个气体排放孔的方向。为此，导流元件可以基本上设计为锥形且其尖部与流动方向相反地定向。导流元件可以被设计为不会透过气体或空气，从而使整个气流通过导流元件径向向外地转向/排放到气体排放孔。可替换的是，导流元件还可以被设计为，预定的气流或空气流在已知的流体压力下穿过导流元件，而气流或空气流的剩余部分径向向外被转向/排放到气体排放孔。在另一个可能的实施方式中，导流元件还可以具有轴向的旁通通道，其通过依赖压力的旁通阀(例如通过以弹簧力加载的止回阀)在超过预定压力时被打开，从而在超出预定压力时使得清洁的气流的一部分通过旁通阀以及剩余的部分通过一个或多个外壳侧气体排放孔导出。

集成的油分离装置有利地被多级地实施。这里，有利地通过所谓的旋流器形成第一分油级。该旋流器可以例如被设计为在轴向上在轴体的空腔中延伸的主体，其在圆周上具有至少一个螺棱，其方式为，通过该螺棱在旋流器的主体与轴体的内壁之间形成用于引导导入的载有油的气体或载有油的(或载有油滴的)空气(在下面被称作窜漏气体或油雾)的流动通道。第二分油级可以通过在流动方向上看设置在旋流器下游的分油环形成。这里，分油环有利地被设计为是实心的，其方式为，分油环在轴体的空腔的、边缘侧流动区域中构成针对(由于旋转/离心力)在该区域中沉积有油的气体(或空气)的流动障碍。

本发明的其它优点、特点以及有利的改进在从属权利要求中限定。

附图说明

下面借助于附图详细阐述本发明优选的实施例。其中：

图1示出了根据本发明的可能的第一实施方式的轴体的部分区域的纵剖面图，轴体具有设置在支撑轴体的轴承装置的区域中的、外壳侧的、用于油和气体的排放通道，

图2示出了根据本发明的轴体的另一个可能的实施方式，轴体具有稍作变化构造的导流元件，

图3示出了可能的第一实施方式的分油环的横截面图，以及

图4示出了根据图3的分油环的另一个可能的实施方式的部分横截面图。

具体实施方式

图1示出了可旋转地支撑在轴承装置4中且被设计为空心轴的、具有集成的油分离装置的轴体2的部分纵剖面图。

轴承装置4包括轴承体4k，轴承体4k或者被设计为成(例如由缸盖的一部分形成的)轴承座或者被设计为可固定在缸盖上的单独的部件。为了可旋转地支撑轴体2，轴承装置4可以被构造为下述轴承体4k的形式，轴承体4k在其空心圆筒的内表面上被设计为与轴体2的硬化区域(轴承段2a)形成滑动轴承。在轴承装置4的另一个实施方式中，轴承装置4可以在其空心圆筒的内表面上具有大量滚动元件4w，至少局部表面硬化的轴体2通过所述滚动元件可旋转地支撑。最后，如图1和2所示，轴承装置具有密封环4d，相邻的气体排放通道4a通过密封环4d相对于具有滚动元件4w的区域密封。由此防止未清洁的气体被吸入气体排放通道且被供给到内燃机。

轴体2具有至少一个基本上径向上的、用于排放从所谓的“窜漏气体”中分离的油的排放孔3b。根据所示实施方式存在用于气体和油的径向排放孔3a、3b，其中，轴体2通过轴承装置4支撑在排放孔3a、3b的区域中。轴承装置4为了排放清洁的气体以及为了排放分离的油分别具有与各排放孔3a、3b对应的、用于气体或油的排放通道4a、4b。在油排放孔3b的区域中，在轴承装置4或其轴承体4k中设有径向密封环4r，径向密封环4r具有至少一个与油排放孔3b对应且与油排放通道4b对应的油槽4b′。径向密封环4r在其内表面上具有周向槽N，在空心体2的内壁上积聚的且通过圆周上分布的油排放孔3b流出的油被容纳在槽N中且可以经过通到槽N的油槽4b′排放。径向密封环4r以摩擦结合的方式在圆周上保持在轴承装置4中且通过其向内指向轴体表面的密封唇相对于在径向密封环4r中旋转的轴体2密封，因此，径向密封环4r确保了分离的油的可靠的排放以及可靠地防止分离的油被吸入相邻的气体排放通道4a。

在所示实施方式中，轴体2通过滚动元件4w以可旋转地支撑的方式保持在轴承装置4中。轴体2的一个或多个与滚动元件4w(滚珠轴承)或与轴承体4k(滑动轴承)的区域配合的轴承段2a可以被实施为硬化的和/或表面处理的轴体段。如果轴承装置4不被实施为滑动轴承而是被实施为滚珠轴承，则在轴承装置4或轴承体4k中设置用于安置用于油或者用于油和气体的排放孔的无滚动元件的区域。在轴体2与轴承装置4配合或被轴承装置4环围的轴体2的区域中，设有至少一个用于排放气体或油的径向排放孔3a、3b。有利的是，分别设置多个在轴体2的圆周上以环状方式分布的孔作为用于气体或油的排放孔，其设置方式为，行程由大量在圆周上环状地分布的孔组成的用于排放清洁的窜漏气体的孔环以及用于排放从窜漏气体中分离的油的孔环。此外，每个外壳侧排放孔3a、3b与在轴承装置4中或在轴承体4k中形成的且与各排放孔3a、3b对应的排放通道4a、4b配合。与各自排放孔3a、3b对应的排放通道4a、4b在轴承装置4内被设计为环形通道，该环形通道具有至少一个相应的径向排放段，用于排放需从轴体2排放的油或气体。

为了能够单独地将在排放孔3a、3b的区域中已经基本上分离成其油和气成分的具有其单独成分的窜漏气体，在轴体2的空腔3内设置导流元件6，通过该导流元件将轴向流动的气流转向到至少一个径向的气体排放孔3a。此外，导流元件6在圆周上配有密封件D，以便能够尽可能将清洁过的窜漏气体的所有气体部分经过径向的排放孔3a排放。为此，导流元件6基本上被设计为栓塞状或软木塞状且在其面向流入的气流的端面上具有基本上中心定向的锥形的突起6a。导流元件6在相反的端面上具有螺纹孔6c。该螺纹孔6c被特别用于简单地拆卸所示装置。为了能够将通过集成的油分离装置沉积在轴体2的内壁2b上的油单独地排出，在油排放孔3b与至少一个在流动方向S上看设置在至少一个油排放孔3b下游的气体排放孔3a之间设置导油元件6b。导油元件6b如图1所示可以与导流元件6一体地实施。在图2所示的本发明的另一个实施方式中，导油元件6b可以被设计为以单个地设置在气体排放孔3a与油排放孔3b之间的分隔环的形式的单独部件。

集成的油分离装置有利地包括至少两个作用不同的分油元件。在此情况下，第一分油元件例如被设计为所谓的“旋流器”(未示出)，而在流动方向S上看支撑在第一分油元件下游的第二分油元件被实施为分油环8的形式。通过分油环8(分油环在流动方向S上看直接设置在油排放孔3b上游)和导油元件6b、6b′(其在流动方向S上看直接设置在油排放孔3b下游，但仍位于气体排放孔3a上游)的几何设置，形成了不流动的区域9。基于不流动的区域9可以实现有效的油排出以及改进的、干净的气体组份与分离出的油组份之间的分离(或保持分离)。

在图3和4中分别示出了一个分油环的实施方式。根据图3的分油环8基本上被设计为是实心的且构成针对在轴体2的内壁的区域中的窜漏气体的流动的撞击元件形式的较大的流动障碍。在窜漏气体中悬浮的油颗粒可以不能跟随在分油环8上的快速的方向变化、撞击到分油环8的端面上且由此从油雾中分离出来。分油环8在圆周上具有大量轴向延伸的凹槽8a，在壁侧沉积的油颗粒或由此形成的油膜能够通过该凹槽在壁侧继续沿流动方向S向油排放孔3b的方向流动。

分油环8有利地具有相互连接的空腔的系统，从而形成穿过分油环8的空腔迷宫。分油环8的端面还构成撞击元件，为此，内部的迷宫是撞击元件与转向元件的组合。借助于这种撞击和转向元件还可以从油雾中分离出较轻的油颗粒，从而在流动方向S上看在分油环8下游流动的油雾可以被视作清洁过的气体或清洁过的空气。用于前述的分油环8的材料可以例如是多孔的塑料或合成材料。分油环8优选还包括形成了大量空腔和迷宫的塑料和/或金属网状结构，分油环8优选包括支撑环，支撑环支撑网状结构且还被用作固定轴体2的空腔3中的网状结构。在如图4所示的分油环8的实施方式中，分油环8包括穿孔的片状金属环。有利的是，此类分油环8包括大量串联设置的且在各孔排列或孔图案中相互旋转或错位的片状金属环，它们通过圆周上的连接元件8b相互间隔开且相互连接。通过各片状金属环相互之间的旋转和错位以及各片状金属环相互之间的相应的间隔产生了用于从流过分油环8的窜漏气体中分离油的相应的迷宫。

附图标记列表

轴体                2

轴承段(轴体)        2a

空腔                3

排放孔(气体)        3a

排放孔(油)          3b

轴承装置            4

轴承体              4k

滚动元件            4w

径向密封环          4r

排放通道(气体)      4a

排放通道(油)        4b

油通路

(径向密封环)        4b′

密封环              4d

导流元件            6

突起                6a

导油元件            6b；6b′

螺纹孔(导流元件)    6c

分油环              8

凹槽(分油环)        8a

不流动区域          9

流动方向            S

密封元件            D

槽(径向密封环)      N

Claims (14)

1.一种可旋转地支撑在轴承装置(4)中的轴体(2)、特别是分配轴，具有集成在所述轴体(2)的空腔(3)中的油分离装置，其中，

所述轴体(2)具有用于向所述空腔(3)导入载有油的气体的至少一个输入孔，和

所述轴体(2)具有用于排出分离出的油和用于排放无油的气体的至少一个排放孔(3a；3b)，

其特征在于，所述至少一个排放孔(3a；3b)在外壳侧设在所述轴体(2)中且所述轴承装置(4)具有与排放孔(3a；3b)对应的排放通道(4a；4b)。

2.如权利要求1所述的轴体(2)，其特征在于，所述轴承装置(4)包括轴承体(4k)且所述轴体(2)的所述至少一个排放孔(3a；3b)与所述轴承体(4k)中的所述至少一个排放通道(4a；4b)对应。

3.如前述权利要求中任一项所述的轴体(2)，其特征在于，所述轴承装置(4)包括滚珠轴承。

4.如前述权利要求中任一项所述的轴体(2)，其特征在于，所述轴承装置(4)包括滑动轴承。

5.如前述权利要求中任一项所述的轴体(2)，其特征在于，所述至少一个排放孔(3a；3b)构造为所述轴体(2)中的径向孔。

6.如前述权利要求中任一项所述的轴体(2)，其特征在于，所述油分离装置包括旋流器。

7.如前述权利要求中任一项所述的轴体(2)，其特征在于，所述油分离装置包括在所述轴体(2)的空腔(3)中同轴设置的分油环(8)。

8.如权利要求6所述的轴体(2)，其特征在于，所述分油环(8)从流动方向(S)上看设在所述旋流器的下游。

9.如前述权利要求中任一项所述的轴体(2)，其特征在于，具有至少一个气体排放孔(3a)和与所述气体排放孔分开的至少一个油排放孔(3b)。

10.如权利要求9所述的轴体(2)，其特征在于，所述至少一个气体排放孔(3a)从流动方向(S)上看设在所述至少一个油排放孔(3b)的下游。

11.如权利要求10所述的轴体(2)，其特征在于，在所述至少一个气体排放孔(3a)与所述至少一个油排放孔(3b)之间设有环状导油元件(6b；6b′)。

12.如前述权利要求中任一项所述的轴体(2)，其特征在于，在所述轴承装置(4)中设有环绕所述轴体的径向密封环(4r)，所述径向密封环具有至少一个与所述油排放孔(3b)和油排放通道(4b)对应的油通路(4b′)。

13.如前述权利要求中任一项所述的轴体(2)，其特征在于，在所述空腔(3)内部、在流动方向(S)上看在所述至少一个气体排放孔(3a)的下游设有至少一个导流元件(6)，所述至少一个导流元件(6)用于至少部分地将清除了油的轴向流动的气体在所述至少一个外壳侧的气体排放孔(3a)的方向上折转。

14.如权利要求13所述的轴体(2)，其特征在于，所述导流元件(6)具有突起(6a)，所述突起(6a)中心设置、大体上锥形设计且其尖部与所述流动方向(S)相反地定向，所述突起(6a)在所述外壳侧气体排放孔(3a)的方向上导引轴向流体。

Images