DE102008013464A1 - Method for operating lubricant centrifuge of internal combustion engine, involves setting centrifuge rotor in rotation, where centrifuge rotor is mounted in centrifuge housing - Google Patents
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft Verfahren zum Betreiben einer Schmierölzentrifuge einer Brennkraftmaschine, wobei ein in einem Zentrifugengehäuse gelagerter Zentrifugenrotor in Drehung versetzt wird, wobei durch einen Zuführkanal unter Druck stehendes Schmieröl der Brennkraftmaschine zu dem Zentrifugenrotor geführt wird und wobei durch einen Ableitkanal den Rotor verlassendes Schmieröl aus dem Zentrifugengehäuse zurück zur Brennkraftmaschine abgeleitet wird.The The present invention relates to methods of operating a lubricating oil centrifuge an internal combustion engine, wherein a in a centrifuge housing stored centrifuge rotor is set in rotation, wherein a supply channel of pressurized lubricating oil the internal combustion engine led to the centrifuge rotor is and through a discharge the rotor leaving lubricating oil from the centrifuge housing back to the engine is derived.
Außerdem betrifft die Erfindung eine Schmierölzentrifuge einer Brennkraftmaschine, mit einem Zentrifugengehäuse, mit einem im Zentrifugengehäuse drehantreibbar gelagerten Zentrifugenrotor, mit einem Zuführkanal zum Zuführen von unter Druck stehendem Schmieröl der Brennkraftmaschine zu dem Zentrifugenrotor und mit einem Ableitkanal zum Ableiten von den Rotor verlassendem Schmieröl aus dem Zentrifugengehäuse zurück zur Brennkraftmaschine.Furthermore the invention relates to a lubricating oil centrifuge of an internal combustion engine, with a centrifuge housing, with one in the centrifuge housing rotatably mounted mounted centrifuge rotor, with a feed channel for supplying pressurized lubricating oil the internal combustion engine to the centrifuge rotor and with a discharge channel for Discharge from the rotor leaving lubricating oil from the centrifuge housing back to the internal combustion engine.
Die Schmierölzentrifuge einer Brennkraftmaschine dient dazu, Schmutzpartikel aus dem Schmieröl des Ölkreislaufs der Brennkraftmaschine abzutrennen. Dabei ist grundsätzlich die Abtrennwirkung umso besser, je höher die Dreh zahl des Zentrifugenrotors der Schmierölzentrifuge ist. Aus Gründen der Festigkeit des Zentrifugenrotors kann dessen Drehzahl aber nicht beliebig hoch werden, da es andernfalls zu einem Bersten des Zentrifugenrotors kommen kann, was zu einem Totalausfall der Schmierölzentrifuge und unter ungünstigen Umständen zu weiteren, schwerwiegenden Folgeschäden an der Brennkraftmaschine führt. Um Gefahren durch ein Bersten des Zentrifugenrotors für die Umgebung zu vermeiden, ist es bekannt, das Zentrifugengehäuse derart stabil und massiv auszuführen, dass im Falle eines Berstens des Zentrifugenrotors dessen Teile das Zentrifugengehäuse nicht durchschlagen können. Nachteilig ist hierfür aber ein relativ hoher Aufwand für die Ausführung des Zentrifugengehäuses erforderlich, was die Schmierölzentrifuge insgesamt in der Herstellung teuer macht und zu einem hohen Gewicht der Zentrifuge führt, was gerade bei Brennkraftmaschinen für Kraftfahrzeuge unerwünscht ist.The Lubricating oil centrifuge of an internal combustion engine serves Dirt particles from the lubricating oil of the oil circuit to separate the internal combustion engine. It is basically the separation effect the better, the higher the speed of the Centrifugal rotor of the lubricating oil centrifuge is. For reasons the strength of the centrifuge rotor but its speed can not Become arbitrarily high, otherwise there will be a bursting of the centrifuge rotor can, resulting in a total failure of the lubricating oil centrifuge and under unfavorable circumstances to other, serious ones Subsequent damage to the internal combustion engine leads. To avoid dangers by bursting of the centrifuge rotor for To avoid the environment, it is known the centrifuge housing so stable and solid perform that in the case of a Breaking the centrifuge rotor whose parts the centrifuge housing can not penetrate. The disadvantage is this but a relatively high effort for the execution the centrifuge housing required what the lubricating oil centrifuge makes a total of expensive to manufacture and a heavy weight the centrifuge performs what is just in internal combustion engines is undesirable for motor vehicles.
Eine andere Möglichkeit, ein Bersten des Zentrifugenrotors zu vermeiden, besteht darin, die Schmierölzentrifuge mit einem Absteuerventil auszustatten. Das Absteuerventil sorgt dafür, dass oberhalb eines vorgebbaren, maximal zulässigen Schmieröldrucks, dessen Überschreiten eine Gefahr für den Zentrifugenrotor darstellt, Schmieröl aus dem Zuführkanal zum Zentrifugenrotor abgezweigt und in den Ölsumpf der Brennkraftmaschine zurückgeführt wird. Hierdurch wird die Gefahr eines Überdrucks und/oder einer Überdrehzahl des Zentrifugenrotors vermieden. Als nachteilig ist bei einer derartigen Lösung jedoch anzusehen, dass ein relativ großer Anteil des Schmieröls bei geöffneten Absteuerventil nutzlos im Kreis gefördert wird und weder für die Schmierung der Lagerstellen der Brennkraftmaschine noch für eine Reinigung in der Zentrifuge zur Verfügung steht. Um einen Schmierölmangel an den Schmier stellen der Brennkraftmaschine sicher auszuschließen, muss in solchen Fällen die Schmierölpumpe um ein gewisses Maß überdimensioniert werden, was ebenfalls zu erhöhten Herstellungskosten und zu einem unerwünschten erhöhten Gewicht führt.A another way to rupture the centrifuge rotor too avoid, consists in the lubricating oil centrifuge with a Equipping shut-off valve. The shut-off valve ensures that above a prescribable, maximum permissible lubricating oil pressure, Exceeding a risk to the centrifuge rotor represents, lubricating oil from the feed channel to the centrifuge rotor branched off and returned to the oil sump of the internal combustion engine. As a result, the risk of overpressure and / or overspeed of the centrifuge rotor avoided. A disadvantage of such Solution, however, to consider that a relatively large Proportion of lubricating oil with open shut-off valve useless is promoted in a circle and neither for lubrication the bearings of the engine still for cleaning is available in the centrifuge. To a lubricating oil shortage on the lubrication points of the internal combustion engine safely exclude, In such cases, the lubricating oil pump must be a certain extent oversized, which also to increased production costs and to an undesirable increased weight leads.
Aus
der
Für die vorliegende Erfindung stellt sich daher die Aufgabe, ein Verfahren zum Betreiben einer Schmierölzentrifuge einer Brennkraftmaschine und eine Schmierölzentrifu ge der eingangs genannten Art anzugeben, die die vorstehend dargelegten Nachteile vermeiden und die erreichen, dass der Zentrifugenrotor sicher gegen ein Bersten durch Überdruck oder Überdrehzahl geschützt ist, wobei gleichzeitig ein möglichst großer Teil des Schmieröls für die Schmierung der Lagerstellen der Brennkraftmaschine zur Verfügung stehen soll.For The present invention therefore has as its object a method for operating a lubricating oil centrifuge of an internal combustion engine and a Schmierölzentrifu ge of the aforementioned type to avoid the disadvantages set out above and which will ensure that the centrifuge rotor safely against bursting protected by overpressure or overspeed is, while at the same time the largest possible part lubricating oil for bearing lubrication the internal combustion engine should be available.
Die Lösung des das Verfahren betreffenden Teils dieser Aufgabe gelingt erfindungsgemäß mit einem Verfahren der eingangs genannten Art, das dadurch gekennzeichnet ist, dass ein durch den Zuführkanal fließender Schmierölvolumenstrom bei steigendem Schmieröldruck so verkleinert wird, dass ein für den Betrieb der Zentrifuge und ihres Zentrifugenrotors maximal zulässiger Schmieröldruck pmax im Zentrifugenrotor nicht überschritten wird.The solution of the method of this part of this object is achieved according to the invention with a method of the type mentioned, which is characterized in that a flowing through the feed oil flow at stei is reduced so that a maximum permissible lubricating oil pressure p max in the centrifuge rotor for the operation of the centrifuge and its centrifuge rotor is not exceeded.
Vorteilhaft werden so gleichzeitig ein sicherer Berstschutz für den Zentrifugenrotor und eine maximale Schmierölversorgung der Ölverbrauchsstellen erreicht, da keine im Hinblick auf die Ölverbrauchsstellen nutzlose Abzweigung von Schmieröl aus dem durch den Zuführkanal fließenden Schmierölvolumenstrom erfolgt.Advantageous Thus at the same time a secure burst protection for the Centrifuge rotor and a maximum lubricating oil supply the oil consumption points reached, since no in terms Unnecessary diversion of lubricating oil to the oil consumption points from the lubricating oil volume flow flowing through the feed channel he follows.
Eine bevorzugte Weiterbildung des Verfahrens sieht vor, dass das Verkleinern des Schmierölvolumenstroms durch Verkleinern des freien Strömungsquerschnitts des Zuführkanals bewirkt wird.A preferred development of the method provides that the reduction the lube oil flow by reducing the free Flow cross-section of the feed channel causes becomes.
Die Lösung des die Schmierölzentrifuge betreffenden Teils dieser Aufgabe gelingt erfindungsgemäß mit einer Schmierölzentrifuge der eingangs genannten Art, die dadurch gekennzeichnet ist, dass im Zuführkanal ein Drosselventil angeordnet ist, wobei das Drosselventil bei steigendem Schmieröldruck einen freien Strömungsquerschnitt des Zu führkanals so verkleinert, dass ein für den Betrieb der Zentrifuge und ihres Zentrifugenrotors maximal zulässiger Schmieröldruck pmax im Zentrifugenrotor nicht überschritten wird.The solution of the lubricating oil centrifuge part of this task succeeds according to the invention with a lubricating oil centrifuge of the type mentioned above, which is characterized in that a throttle valve is arranged in the feed, wherein the throttle valve with increasing lubricating oil pressure a free flow cross section of the supply channel reduced so that a the operation of the centrifuge and its centrifuge rotor maximum permissible lubricating oil pressure p max is not exceeded in the centrifuge rotor.
Mit der Erfindung wird vorteilhaft erreicht, dass der Volumenstrom des dem Zentrifugenrotor zugeführten Schmieröls bei steigendem Schmieröldruck gedrosselt wird, ohne dass ein unnützes Fördern von Schmieröl im Kreislauf sowohl an den Schmierstellen als auch am Zentrifugenrotor vorbei erfolgt. Vielmehr wird erfindungsgemäß der freie Strömungsquerschnitt des Zuführkanals bei steigendem Schmieröldruck verkleinert, so dass der Zentrifugenrotor gegen ein Bersten infolge von Überdruck oder Überdrehzahl geschützt wird. Das druckabhängige Verkleinern des Strömungsquerschnitts des Zuführkanals durch das Ventil kann dabei, je nach Ventilauslegung und -konstruktion, stetig oder schlagartig erfolgen. Das Schmieröl, das nicht durch den Zentrifugenrotor strömt, steht in voller Menge für die Schmierung der Lagerstellen der Brennkraftmaschine zur Verfügung, so dass eine zugehörige Schmierölpumpe keine besonderen Leistungsreserven für den Fall eines Absteuerns eines Schmierölteilstroms in den Ölsumpf benötigt. Weiterhin ist es nun nicht erforderlich, das Zentrifugengehäuse durchschlagsicher auszuführen, so dass hier eine dünnwandige und damit leichte und kostengünstige Konstruktion ermöglicht wird.With the invention is advantageously achieved that the volume flow of the at the centrifuge rotor supplied lubricating oil throttling oil pressure is throttled without a useless pumping of lubricating oil in the circulation takes place both past the lubrication points and the centrifuge rotor. Rather, according to the invention, the free flow cross-section the supply channel with increasing lubricating oil pressure reduced so that the centrifuge rotor against bursting due to protected by overpressure or overspeed becomes. The pressure-dependent reduction of the flow cross-section the supply channel through the valve can, depending on the valve design and construction, continuous or abrupt. The lubricating oil, that does not flow through the centrifuge rotor is in full Quantity for the lubrication of the bearing points of the internal combustion engine available, so that an associated lubricating oil pump no special power reserves in the event of a tax deduction a partial flow of lubricating oil in the oil sump needed. Furthermore, it is now not necessary, the centrifuge housing durchschlagsicher perform, so here is a thin-walled and thus allows easy and inexpensive construction becomes.
In weiterer Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Schmierölzentrifuge ist bevorzugt vorgesehen, dass das Drosselventil einen Ventilkolben aufweist, der in seiner Axialrichtung verschieblich in einer Ventilbohrung geführt ist, der mit einer gegen die Drosselrichtung für den Zuführkanal wirkenden Vorbelastungskraft beaufschlagt ist und der von dem Druck des Schmieröls im Zuführkanal in Drosselrichtung für den Zuführkanal beaufschlagbar ist. In dieser Ausführung ist das Drosselventil ein robustes und langlebiges Ventil, das wartungsfrei ist und eine zuverlässige Funktion über die Lebensdauer einer zugehörigen Brennkraftmaschine erwarten lässt. Eine gewünschte Ventilcharakteristik kann durch geeignete Auswahl der Vorbelastungskraft und der von dem Druck des Schmieröls beaufschlagbaren Fläche des Ventilkolbens festgelegt werden.In further embodiment of the lubricating oil centrifuge according to the invention is preferably provided that the throttle valve is a valve piston having, in its axial direction displaceable in a valve bore is performed, with a against the throttle direction for the preload force acting on the feed channel is applied and that of the pressure of the lubricating oil in the feed channel acted upon in the throttle direction for the feed channel is. In this embodiment, the throttle valve is a robust and durable valve, which is maintenance-free and reliable Function over the life of an associated Expect internal combustion engine. A desired Valve characteristics can be determined by appropriate selection of the biasing force and the surface acted upon by the pressure of the lubricating oil the valve piston are fixed.
Aus Gründen einer zuverlässigen Funktion und aus Kostengründen ist die Vorbelastungskraft zweckmäßig durch mindestens eine Feder, vorzugsweise eine Schraubenfeder, erzeugt.Out For reasons of reliable function and cost reasons the preload force is expedient by at least a spring, preferably a coil spring generated.
Um die Schmierölzentrifuge günstig fertigen und montieren zu können, verläuft vorzugsweise die Ventilbohrung quer zum Zuführkanal durch diesen.Around manufacture and install the lubricating oil centrifuge cheaply to be able to, runs preferably the valve bore across the feed channel through this.
Weiter wird vorgeschlagen, dass der Ventilkolben als Stufenkolben ausgeführt ist, wobei bei niedrigem Schmieröldruck ein Kolbenabschnitt mit einem ersten Außendurchmesser, der klein ist gegenüber dem Zuführkanaldurchmesser, im Zuführkanal liegt und wobei bei zunehmendem Schmieröldruck ein Kolbenabschnitt mit einem zweiten, größeren Außendurchmesser in den Zuführkanal bewegbar ist. Mit dieser Ausführung wird auf technisch einfache aber zuverlässige Weise die gewünschte Ventilfunktion des Drosselventils erreicht. Außerdem kann ein derartiger Ventilkolben günstig in der Ventilbohrung geführt werden, so dass ein die Funktion störendes Verkanten oder Klemmen praktisch ausgeschlossen ist.Further It is proposed that the valve piston is designed as a stepped piston is, wherein at low oil pressure a piston section with a first outer diameter that is small compared to the Zuführkanaldurchmesser, in the feed and wherein, as the lubricating oil pressure increases, a piston portion with a second, larger outer diameter is movable in the feed channel. With this version is the technically simple but reliable way the desired valve function of the throttle valve achieved. In addition, such a valve piston low be guided in the valve bore, so that a the function disturbing tilting or jamming is practically impossible.
Damit auch bei hohen Schmieröldrücken die Schmierölzentrifuge noch ihre Reinigungsfunktion für das Schmieröl er füllt, lässt bevorzugt der Ventilkolben in seiner eine maximale Drosselung des Zuführkanals bewirkenden Position einen definierten Mindestdurchlassquerschnitt frei. Ein vollständiges Verschließen des Zuführkanals bei hohen Schmieröldrücken wird so vermieden.In order to even with high lubricating oil pressures the lubricating oil centrifuge nor their cleaning function for the lubricating oil he fills, prefers the valve piston in his a maximum throttling of the feed channel causing position a defined Mindestdurchlassquerschnitt free. A complete Closing the feed channel at high lubricating oil pressures is thus avoided.
In weiterer Ausgestaltung weist bevorzugt der Ventilkolben in seinem Außenumfang eine den definierten Mindestdurchlassquerschnitt bildende Ringnut auf. Eine solche Ringnut ist an dem Ventilkolben einfach herstellbar und bildet zuverlässig einen definierten Mindestdurchlassquerschnitt, wobei sich dieser bei einer Verdrehung des Ventilkolbens in seiner Ventilbohrung nicht verändert.In Another embodiment preferably has the valve piston in his Outer circumference a defined minimum passage cross section forming annular groove on. Such an annular groove is on the valve piston easy to manufacture and reliably forms a defined Mindestdurchlassquerschnitt, wherein this at a twist the valve piston is not changed in its valve bore.
In einer bevorzugten Ausgestaltung der Schmierölzentrifuge gemäß Erfindung ist vorgesehen, dass der Ventilkolben eine von dem Zuführkanal abgewandte Stirnfläche als von dem Druck des Schmieröls beaufschlagbare Kolbenfläche aufweist und dass ein an die Kolbenfläche unmittelbar angrenzender Bereich der Ventilbohrung über einen Ringspalt zwischen dem Ventilkolben und der Ventilbohrung und/oder über einen durch den Ventilkolben geführten Öldurchlass mit dem Zuführkanal verbunden ist. Durch diese Ausgestaltung kann eine relativ große Kolbenfläche für die Beaufschlagung mit dem Druck des Schmieröls zur Verfügung gestellt werden, was ein genaues Ansprechen des Ventilkolbens auf Druckänderungen gewährleistet. Bei entsprechend bemaßter Größe des Ringspalts und/oder des Öldurchlasses kann eine gewünschte Dämpfung der Ventilkolbenverstellung bewirkt werden, wodurch ein störendes Ventilflattern des Drosselventils vermieden wird. Weiterhin ist hierbei vorteilhaft, dass der Ventilkolben gegenüber seiner Ventilbohrung nicht mit Dichtungen, wie Dichtringen, abgedichtet werden muss, was die Konstruktion vereinfacht und verbilligt und was störende Reibungskräfte vermeidet.In a preferred embodiment of the lubricating oil centrifuge according to the invention it is provided that the valve piston one of the feed channel opposite end face as acted upon by the pressure of the lubricating oil piston surface and that an immediately adjacent to the piston surface area of the valve bore is connected via an annular gap between the valve piston and the valve bore and / or via a guided through the valve piston oil passage with the feed channel. By this configuration, a relatively large piston area can be provided for the application of the pressure of the lubricating oil, which ensures an accurate response of the valve piston to pressure changes. With a suitably sized size of the annular gap and / or the oil passage, a desired damping of the valve piston adjustment can be effected, whereby a disturbing valve flutter of the throttle valve is avoided. Furthermore, it is advantageous that the valve piston with respect to its valve bore does not have to be sealed with seals, such as sealing rings, which simplifies the construction and cheaper and what disturbing frictional forces avoids.
Weiter ist vorgesehen, dass die Feder in der Ventilbohrung an der Seite des Ventilkolbens angeordnet ist, die von der von dem Druck des Schmieröls beaufschlagbaren Kolbenfläche abgewandt ist. In dieser Ausführung kann vorteilhaft die Feder eine Druckfeder sein, die einfach und kostengünstig sowie in unterschiedlichsten Ausführungen am Markt zur Verfügung steht.Further is provided that the spring in the valve bore on the side of the valve piston is arranged, that of the pressure of the Lubricating oil acted upon piston surface facing away is. In this embodiment, advantageously, the spring is a compression spring be that easy and inexpensive as well as in the most diverse Versions available on the market.
Um den Ventilkolben leichtgängig verstellen zu können, ist zweckmäßig von einem Bereich der Ventilbohrung, der die Feder aufnimmt, ein Ausgleichskanal in das Innere des Zentrifugengehäuses oder in den Ableitkanal geführt. Das Innere des Zentrifugengehäuses und der Ableitkanal sind Bereiche der Schmierölzentrifuge, die drucklos sind oder zumindest unter einem unterhalb des Schmieröldrucks im Zuführkanal liegenden Druck stehen, so dass durch den Ausgleichskanal problemlos Luft oder Schmieröl aus dem mit dem Ausgleichskanal verbundenen Bereich der Ventilbohrung verdrängt oder in diesem Bereich der Ventilbohrung zugeführt werden kann.Around to be able to adjust the valve piston smoothly, is expedient of a region of the valve bore, which receives the spring, a compensation channel in the interior of the centrifuge housing or guided in the discharge channel. The interior of the centrifuge housing and the discharge channel are areas of the lubricating oil centrifuge, which are depressurized or at least below a below the lube oil pressure in Supply channel lying pressure, so through the compensation channel easily air or lubricating oil from the with the compensation channel connected area of the valve bore displaced or in this Area of the valve bore can be supplied.
Um sicherzustellen, dass der Ventilkolben in seiner Endstellung in Drosselrichtung eine definierte Position einnimmt, die beispielsweise von Maßtoleranzen einer auf den Ventilkolben wirkenden Feder unabhängig ist, ist vorgesehen, dass der Ventilkolben in seiner axialen Bewegung in Drosselrichtung durch einen Anschlag begrenzt ist. Dieser Anschlag kann ein fester Anschlag sein; bei Bedarf kann der Anschlag auch verstellbar ausgeführt sein, um eine nachträgliche Änderung der Einstellung zu ermöglichen.Around ensure that the valve piston is in its end position in Throttling assumes a defined position, for example of dimensional tolerances of acting on the valve piston Spring is independent, it is provided that the valve piston in its axial movement in throttle direction by a stop is limited. This stop can be a solid stop; at If necessary, the stop can also be adjustable, to a subsequent change of attitude to enable.
Um die Schmierölzentrifuge gemäß Erfindung kostengünstig als Massenteil fertigen zu können, sind vorzugsweise der Zuführkanal und der Ableitkanal und die Ventilbohrung in einem im Betriebszustand der Schmierölzentrifuge unter dem Zentrifugengehäuse liegenden Sockel der Schmierölzentrifuge angeordnet. Der Sockel kann kompakt ausgeführt werden, wodurch die Schmierölzentrifuge insgesamt nur einen kleinen Bauraum einnimmt, was den oft beengten Platzverhältnissen im Motorraum moderner Kraftfahrzeuge Rechnung trägt. Weiterhin wird der Sockel zweckmäßig dazu genutzt, die Schmierölzentrifuge mit einer zugehörigen Brennkraftmaschine zu verbinden, beispielsweise indem am Sockel ein Montageflansch ausgebildet ist, der mit einem passenden Gegenflansch an der Brennkraftmaschine verbindbar ist. Vorzugsweise werden dabei auch der Zuführkanal und/oder der Ableitkanal durch den Montage- und Gegenflansch geführt.Around the lubricating oil centrifuge according to the invention cost-effective to manufacture as a mass part, are preferably the feed channel and the discharge channel and the valve bore in an operating condition of the lubricating oil centrifuge under the centrifuge housing base of the lubricating oil centrifuge arranged. The base can be made compact, whereby the lubricating oil centrifuge overall only a small Space takes up what the often cramped space in the engine compartment of modern motor vehicles. Farther the base is conveniently used, the lubricating oil centrifuge to connect with an associated internal combustion engine, for example, by a mounting flange is formed on the base, which is connectable to a matching mating flange on the internal combustion engine. Preferably, the feed channel and / or led the discharge channel through the mounting and counter flange.
Zwecks einer möglichst einfach Fertigung und Montage der Schmierölzentrifuge, insbesondere ihres Sockels, ist weiter vorgesehen, dass die Ventilbohrung den Sockel vollständig durchsetzt und dass jedes äußere Ende der Ventilbohrung mittels eines Verschlusselements dicht verschlossen ist. Die in die Ventilbohrung einzubauenden Teile, insbesondere der Ventilkolben und die Feder sowie gegebenenfalls weitere Teile, können durch eines oder beide Enden der Ventilbohrung in diese eingeführt werden und durch das Anbringen der Verschlusselemente innerhalb der Ventilbohrung gesichert werden. Bei möglicherweise doch auftretenden Schäden oder Verschleiß kann dann durch Öffnen eines oder beider Verschlusselemente ein Austausch von in der Ventilbohrung angeordneten Teilen erfolgen.For the purpose of as simple as possible production and assembly of the lubricating oil centrifuge, In particular, its base, it is further provided that the valve bore the pedestal completely interspersed and that every outer End of the valve bore sealed by a closure element is. The parts to be installed in the valve bore, in particular the Valve piston and the spring and optionally other parts can inserted through one or both ends of the valve bore in this and by attaching the closure elements within the valve hole are secured. At possibly but damage or wear can occur then by opening one or both closure elements an exchange of arranged in the valve bore parts take place.
Bei den meisten gängigen Schmierölzentrifugen erfolgt die Rückführung des aus dem Zentrifugenrotor in das Zentrifugengehäuse austretenden Schmieröls zur Ölwanne oder zum Ölsumpf der Brennkraftmaschine drucklos, das heißt allein durch Schwerkraftwirkung. Um dabei einen Rückstau von Schmieröl im Ableitkanal zu vermeiden, muss dieser einen ausreichend großen Querschnitt aufweisen. Ein großer Querschnitt des Ableitkanals widerspricht jedoch der zunehmend erhobenen Forderung nach einer besonders kompakten Bauweise der Schmierölzentrifuge. Aus diesem Grunde schlägt die Erfindung eine Schmierölzentrifuge mit einem Luftkanal zum Zuführen von Druckluft in das Innere des Zentrifugengehäuses zur Unterstützung des Ableitens des Schmieröls durch den Ableitkanal vor, wobei das Drosselventil zugleich so in dem Luftkanal angeordnet ist, dass es bei einem vorgebbaren Schmieröldruck im Zuführkanal den Luftkanal öffnet. In dieser Ausgestaltung erhält das Drosselventil vorteilhaft eine weitere Funktion, nämlich die Funktion des Öffnens und Schließens des Luftkanals zur Unterstützung des Ableitens des Schmieröls durch den Ableitkanal. Der Ableitkanal kann in dieser Ausführung der Schmierölzentrifuge einen deutlich verringerten Querschnitt aufweisen, wodurch der benötigte Bauraum für die Schmierölzentrifuge vermindert wird und das Gewicht der Schmierölzentrifuge kleiner wird. Der zusätzliche Aufwand hält sich hier sehr in Grenzen, da das Drosselventil die Funktion eines Ventils für das Öffnen und Schließen des Luftkanals mit übernimmt.In most common lubricating oil centrifuges, the return of the emerging from the centrifuge rotor in the centrifuge housing lubricating oil to the oil pan or the oil sump of the engine is depressurized, that is solely by gravity. In order to avoid a backlog of lubricating oil in the discharge, it must have a sufficiently large cross-section. However, a large cross section of the discharge channel contradicts the increasingly demanded for a particularly compact design of the lubricating oil centrifuge. For this reason, the invention proposes a lubricating oil centrifuge with an air channel for supplying compressed air into the interior of the centrifuge housing to support the discharge of the lubricating oil through the discharge channel, wherein the throttle valve is also arranged in the air passage, that it at a predetermined lubricating oil pressure in the feed opens the air duct. In this embodiment, the throttle valve advantageously receives a further function, namely the function of opening and closing the air duct to support the discharge of the lubricating oil through the discharge channel. The discharge channel can be significantly reduced in this embodiment of the lubricating oil centrifuge Cross-section, whereby the required space for the lubricating oil centrifuge is reduced and the weight of the lubricating oil centrifuge is smaller. The extra effort here is very limited, since the throttle valve takes over the function of a valve for opening and closing the air duct with.
Eine Weiterbildung sieht diesbezüglich vor, dass das Drosselventil den Luftkanal bei einem Schmieröldruck p1 öffnet, der größer ist als ein Schmierölmindestdruck p0, ab dem ein Schmierölstrom durch den Zentrifugenrotor strömt, und der kleiner ist als ein Schmieröldruck p2, ab dem ein Schmierölrückstau im Ableitkanal auftritt. In dieser Ausführung wird ein unnötiger Luftverbrauch vermieden, da Luft erst dann in das Zentrifugengehäuse eingeleitet wird, wenn ein gewisser Volumenstrom an Schmieröl von dort durch den Ableitkanal abgeleitet werden muss. Zugleich ist sichergestellt, dass auf jeden Fall recht zeitig vor dem Entstehen eines Schmierölrückstaus Luft in das Zentrifugengehäuse geleitet wird.A development provides in this respect that the throttle valve opens the air duct at a lubricating oil pressure p 1 , which is greater than a minimum lubricating oil pressure p 0 , from which a lubricating oil flow flows through the centrifuge rotor, and which is smaller than a lubricating oil pressure p 2 , from a lube oil backlog occurs in the discharge channel. In this embodiment, an unnecessary air consumption is avoided because air is only introduced into the centrifuge housing when a certain volume flow of lubricating oil has to be discharged from there through the discharge channel. At the same time it is ensured that in any case air is introduced into the centrifuge housing in good time before the occurrence of a lubricating oil backpressure.
Vorteilhaft kann bei der Ausführung der Schmierölzentrifuge mit einem Luftkanal der vorstehend erläuterten Art das von dem Ausgleichskanal entfernt liegende Verschlusselement als Luftleitungsanschlusselement ausgeführt sein, wobei dann der Ventilkolben von einer einen Abschnitt des Luftkanals bildenden Längsbohrung durchsetzt ist. Damit wird für den Hersteller der Zentrifugen vorteilhaft die Möglichkeit geschaffen, für die Ausführung der Schmierölzentrifuge ohne Luftkanal und für die Ausführung der Schmierölzentrifuge mit Luftkanal den gleichen Sockel zu verwenden. Es sind dann nur zwei unterschiedliche Ventilkolben erforderlich und es muss das Verschlusselement der Ausführung ohne Luftkanal durch das Luftleitungsanschlusselement ersetzt werden. Diese Änderungen erfordern nur einen geringen Arbeits- und Kostenaufwand, so dass vorteilhaft zwei verschiedene Ausführungen der Schmierölzentrifuge, nämlich ohne und mit Luftkanal für einen Unterstützung des Ableitens des Schmieröls aus dem Zentrifugengehäuse, leicht realisiert werden können.Advantageous can during the execution of the lubricating oil centrifuge with an air duct of the type described above the from the compensation channel remote closure element as Air line connection element be executed, in which case the valve piston from a forming a portion of the air duct Longitudinal hole is interspersed. This will be for the Manufacturer of the centrifuges advantageous the possibility created for the execution of the lubricating oil centrifuge without air duct and for the execution of the lubricating oil centrifuge with air duct to use the same socket. There are only two different valve piston required and it must be the closure element the version without air duct through the air line connection element be replaced. These changes require only a small amount Labor and expense, so that advantageously two different Executions of the lubricating oil centrifuge, namely with and without air duct for a support deriving the lubricating oil from the centrifuge housing, can be easily realized.
Eine bevorzugte konkrete Ausführung der Schmierölzentrifuge sieht vor, dass ein Abschnitt des Luftkanals in dem das Luftleitungsanschlusselement bildenden Verschlusselement oder stromab davon im Sockel an seiner zur Ventilbohrung weisenden Seite als Ventilsitz ausgebildet ist und dass zwischen dem Ventilsitz und der diesem zugewandten, von dem Druck des Schmieröls beaufschlagbaren Kolbenfläche eine Ventilkugel angeordnet ist, die durch den Ventilkolben in ihrer Lage zwischen einer am Ventilsitz anliegenden Schließstellung und einer vom Ventilsitz entfernten Öffnungsstellung für den Luftkanal verstellbar ist. In dieser Ausgestaltung ergibt sich eine zuverlässi ge Funktion hinsichtlich des Öffnens und Schließens des Luftkanals, so dass auch hier ein wartungsfreier Dauerbetrieb erwartet werden kann.A preferred specific embodiment of the lubricating oil centrifuge provides that a portion of the air duct in which the air line connection element forming Closure element or downstream thereof in the base at its to the valve bore pointing side is designed as a valve seat and that between the valve seat and this facing, by the pressure of the lubricating oil acted upon piston surface arranged a valve ball is through the valve piston in position between an am Valve seat adjacent closed position and one of the valve seat remote open position for the air duct adjustable is. In this embodiment, a reliable ge results Function regarding opening and closing of the air duct, so that here too a maintenance-free continuous operation can be expected.
Um die Ventilkugel klein halten zu können, ist schließlich noch vorgesehen, dass der Ventilkolben einen von seiner von dem Druck des Schmieröls beaufschlagbaren Kolbenfläche axial zum Ventilsitz weisenden Ventilkugelbetätigungsabschnitt mit einem verkleinerten Außendurchmesser aufweist, der in einem Abschnitt der Ventilbohrung mit entsprechend verkleinertem Innendurchmesser geführt ist. In dieser Ausführung kann ein Teil des Ventilkolbens mit einem verkleinerten Durchmesser ausgeführt sein, wodurch der Ventilkolben leichter wird. Die Verwendung einer kleinen Ventilkugel ist problemlos möglich, weil für das Zuführen von Luft in das Zentrifugengehäuse ein kleiner Querschnitt vollkommen ausreichend ist. Für die dem Zentrifugengehäuse zugeführte Luft reicht in der Praxis ein Druck zwischen etwa 2 und 3 bar vollkommen aus, so dass auch die entsprechenden Luftleitungen oder -kanäle keine besonders hohen Festigkeitsanforderungen erfüllen müssen. Die dem Zentrifugengehäuse zugeführte Druckluft kann einem vorhandenen Druckluftnetz, beispielsweise eines Nutzfahrzeuges, entnommen werden oder aber auch, sofern ein Druckluftnetz nicht zur Verfügung steht, für diesen Zweck mittels einer kleinen Luftpumpe erzeugt werden, die antriebsmäßig mit der zugehörigen Brennkraftmaschine verbunden sein kann oder einen eigenen Antrieb aufweisen kann.Around It is finally possible to keep the valve ball small still provided that the valve piston one of his from the Pressure of the lubricating oil acted upon piston surface axially directed to the valve seat Ventilkugelbetätigungsabschnitt having a reduced outer diameter, the in a portion of the valve bore with correspondingly reduced Inner diameter is guided. In this version may be a part of the valve piston with a reduced diameter be executed, whereby the valve piston is lighter. The use of a small valve ball is easily possible, because of feeding air into the centrifuge housing a small cross-section is perfectly adequate. For the air supplied to the centrifuge housing extends In practice, a pressure between about 2 and 3 bar completely off, so that also the corresponding air ducts or ducts do not have to meet very high strength requirements. The compressed air supplied to the centrifuge housing can an existing compressed air network, such as a commercial vehicle, be removed or even if a compressed air network not to Available for this purpose by means of a small Air pump can be generated with the drive the associated internal combustion engine can be connected or may have its own drive.
Im Folgenden werden zwei Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Schmierölzentrifuge anhand einer Zeichnung erläutert. Die Figuren der Zeichnung zeigen:in the Below are two embodiments of the invention Lubricating oil centrifuge explained with reference to a drawing. The figures of the drawing show:
Zur
Vermeidung von Schäden am Zentrifugenrotor, insbesondere
zur Verhinderung eines Berstens des Rotors infolge von Überdrehzahl
oder Überdruck, ist im Sockel
Die
Zuführung von unter Druck stehendem Schmieröl
einer zugehörigen Brennkraftmaschine zum Zentrifugenrotor
erfolgt hier zentral von unten her durch den Zuführkanal
Der
Ventilkolben
Von
dem Bereich der Ventilbohrung
An
ihrem der Feder
Ganz
unten in
Bei
ansteigendem Schmieröldruck im Zuführkanal
Luft
oder Öl aus dem Bereich der Ventilbohrung
In
Weiterhin
liegt in dieser Stellung des Ventilkolbens
Von
der Zentrifuge
Das
Zuführen von unter Druck stehendem Schmieröl einer
Brennkraftmaschine zu dem Zentrifugenrotor erfolgt auch hier zentral
von unten her durch einen Zuführkanal
Quer
zu dem von unten nach oben verlaufenden Zuführkanal
In
der in
Die
zusätzliche Funktion, die hier in den Sockel
Durch
den Ventilkolben
In
der in
Bei
einem zunehmenden Schmieröldruck im Zuführkanal
Durch
die Verschiebung des Ventilkolbens
In
Durch
die Verschiebung des Ventilkolbens
Mit
dem Ventil
Rechts
in
In
Der
Zuführkanal
Innerhalb
der hier quer geschnittenen Ventilbohrung
Der
in den Zeichnungsfiguren dargestellte Sockel
Auf
der vertikalen Achse ist der Druck pVR dargestellt,
der im Zentrifugenrotor herrscht. Mit pmax ist
der maximal zulässige Schmieröldruck im Zentrifugenrotor
gekennzeichnet, der im Betrieb der Zentrifuge nicht überschritten
werden darf. Wie die
Üblicherweise wird das Schmieröl einer Brennkraftmaschine durch eine Ölpumpe gefördert und unter Druck gesetzt, die mechanisch über eine Übersetzung mit der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine verbunden ist, so dass die Ölfördermenge und der Betriebsdruck pVZ des Schmieröls im Wesentlichen linear mit der Drehzahl der Brennkraftmaschine zusammenhängen. Somit herrscht bei niedriger Drehzahl einer zugehörigen Brennkraftmaschine ein niedriger Schmierölbetriebsdruck pVZ, der mit zunehmender Drehzahl der Brennkraftmaschine ansteigt.Usually, the lubricating oil of an internal combustion engine is conveyed and pressurized by an oil pump, which is mechanically connected via a transmission with the crankshaft of the internal combustion engine, so that the oil flow rate and the operating pressure p VZ of the lubricating oil are substantially linearly related to the speed of the internal combustion engine. Thus, at low speed of an associated internal combustion engine, a lower lubricating oil operating pressure p VZ prevails, which increases with increasing speed of the internal combustion engine.
Aus
dem Diagramm gemäß
- 11
- SchmierölzentrifugeOil centrifuge
- 1010
- Zentrifugengehäusecentrifuge housing
- 10'10 '
-
Inneres
von
10 Inside of10 - 1111
- Sockelbase
- 1515
- Ventilbohrungvalve bore
- 15.1, 15.215.1, 15.2
- Verschlusselementeclosure elements
- 15''15 ''
- Anschlagattack
- 1616
- Lagercamp
- 1818
- Federführungleadership
- 1919
- Drehachseaxis of rotation
- 22
- Zuführkanalfeed
- 2121
-
Anschlussende
von
2 Connecting end of2 - 33
- Ableitkanaldischarge channel
- 44
- Luftkanalair duct
- 4141
-
Anschlussende
von
4 Connecting end of4 - 55
- VentilValve
- 5050
- Ventilkolbenplunger
- 50.1–50.550.1-50.5
- Kolbenabschnittepiston sections
- 5151
- druckbeaufschlagbare Kolbenflächepressurizable piston area
- 5252
- Federfeather
- 5454
-
Längsbohrung
in
50 Longitudinal bore in50 - 5656
- Ventilkugelvalve ball
- 5757
- Ventilsitzvalve seat
- 5858
-
Ringnut
in
50 Ring groove in50 - 66
- Ausgleichskanalcompensation channel
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- - EP 0699826 B1 [0005] - EP 0699826 B1 [0005]
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