DE102015005226B4

DE102015005226B4 - Rotor einer Fluidzentrifuge mit lndikatoreinrichtung

Info

Publication number: DE102015005226B4
Application number: DE102015005226.8A
Authority: DE
Inventors: Fabian Maier
Original assignee: Mann and Hummel GmbH
Current assignee: Mann and Hummel GmbH
Priority date: 2015-04-23
Filing date: 2015-04-23
Publication date: 2019-06-27
Anticipated expiration: 2035-04-24
Also published as: DE102015005226A1

Abstract

Rotor (14) einer Fluidzentrifuge (10) zur Abscheidung von Verunreinigungen (66) von einem Fluid, mit wenigstens einer Indikatoreinrichtung (42) zur Ausgabe eines Signals über einen Verunreinigungs-Beladungszustand der Fluidzentrifuge (10), wobei die Indikatoreinrichtung (42) wenigstens ein in seiner Gestalt und/oder seiner Position wenigstens teilweise veränderbares Arbeitsteil (48) aufweist, das wenigstens teilweise in einem Sammelbereich (40) des Rotors (14) für abgeschiedene Verunreinigung (66) so angeordnet ist, dass es von abgeschiedenen Verunreinigungen (66) abhängig von dem Verunreinigungs-Beladungszustand wenigstens teilweise bedeckt werden kann, wobei wenigstens der Sammelbereich (40) bei einem Betrieb der Fluidzentrifuge (10) mit einem Betriebsdruck beaufschlagt ist und das wenigstens eine Arbeitsteil (48) wenigstens von dem Betriebsdruck verändert werden kann, und die Indikatoreinrichtung (42) wenigstens ein Indikatorteil (50) aufweist, das mit dem wenigstens einen Arbeitsteil (48) betätigbar ist und das durch entsprechende Veränderung des Arbeitsteils (48) aktiviert und deaktiviert werden kann, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Arbeitsteil (48) wenigstens eine in Gestalt und/oder Position veränderbare Arbeitsfläche aufweist, die mit dem Betriebsdruck beaufschlagt werden kann, die von abgeschiedenen Verunreinigungen (66) wenigstens teilweise bedeckt und blockiert werden kann und die mittelbar oder unmittelbar mit dem wenigstens einen Indikatorteil (50) zu dessen Betätigung verbunden ist oder das wenigstens eine Indikatorteil (50) wenigstens mit bildet, wobei die Indikatoreinrichtung (42) eine Rückstellfunktion aufweist zur Rückstellung der Indikatoreinrichtung (42) in ihren Grundzustand, wobei die Rückstellfunktion die Indikatoreinrichtung im druckfreien Zustand in ihren Grundzustand bringt, wenn der wenigstens eine Arbeitsteil nicht durch abgeschiedene Verunreinigungen (66) blockiert wird.

Description

Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft einen Rotor einer Fluidzentrifuge zur Abscheidung von Verunreinigungen, insbesondere Partikel, von einem Fluid, insbesondere Öl, insbesondere einer Brennkraftmaschine, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, mit wenigstens einer Indikatoreinrichtung zur Bereitstellung einer Information, insbesondere zur Ausgabe eines Signals, über einen Verunreinigungs-Beladungszustand der Fluidzentrifuge.
Stand der Technik
Aus DE 94 10 528 U1 ist eine Druckanzeige eines Dampfdruckkochtopfs, aus DE 10 2004 037 414 A1 ein Zentrifugalabscheider mit einem bei rotierendem Abscheiderzylinder in einem Führungsrohr nach außen zu verstellenden Detektionselement, aus US 3 160 589 A eine Zentrifuge mit Mitteln zum Steuern von Austragsöffnungen und aus DE 17 82 612 C eine selbstreinigende Schlammzentrifuge bekannt. Aus der US 4 221 323 ist ein Zentrifugalabscheider zur Abscheidung von Verunreinigungen aus verschmutztem Öl bekannt. Der Zentrifugalabscheider hat eine Umhüllung, die eine erste Kammer begrenzt, und einen hohlen Rotor, der drehbar in der ersten Kammer montiert ist und der eine zweite Kammer begrenzt. Öl wird unter Druck durch eine drehbare, hohle Spindel der zweiten Kammer zugeführt, auf welcher der Rotor befestigt ist. Das Öl strömt in die erste Kammer durch tangentiale Rückstoßdüsen im Rotor, um zu bewirken, dass die Verunreinigungen aufgrund der Zentrifugalkraft zur Seitenwand der zweiten Kammer wandern. Die Spindel ist in der Umhüllung axial beweglich und mit einer Feder gegen das obere Ende der Umhüllung vorgespannt. Ein Indikator-Pin erstreckt sich durch den Deckel der Umhüllung und ist gegen das obere Ende der Spindel vorgespannt, so dass er den Bewegungen der Spindel folgt. Während die Verunreinigungen sich an der Seitenwand ansammeln, bewegt sich die Spindel und damit der Indikator-Pin nach unten, so dass eine Überprüfung des Indikator-Pins einen Betrachter über die Ansammlung der Verunreinigungen im Rotor informiert, ohne dass der Abscheideraum zerlegt werden muss.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Rotor der eingangs genannten Art zu gestalten, bei denen ein Zeitpunkt, an dem ein Grenz-Beladungszustand erreicht und eine Wartung erforderlich ist, genauer ermittelt werden kann.
Offenbarung der Erfindung
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Indikatoreinrichtung wenigstens ein in seiner Gestalt und/oder seiner Position wenigstens teilweise veränderbares Arbeitsteil aufweist, das wenigstens teilweise in einem Sammelbereich eines Rotors der Fluidzentrifuge, für abgeschiedene Verunreinigung so angeordnet ist oder werden kann, dass es von abgeschiedenen Verunreinigungen abhängig von dem Verunreinigungs-Beladungszustand wenigstens teilweise bedeckt werden kann, wobei wenigstens der Sammelbereich bei einem Betrieb der Abscheidevorrichtung mit einem Betriebsdruck beaufschlagt ist und das wenigstens eine Arbeitsteil wenigstens von dem Betriebsdruck verändert werden kann, und die Indikatoreinrichtung wenigstens ein Indikatorteil aufweist, das mit dem wenigstens einen Arbeitsteil betätigbar ist und das durch entsprechende Veränderung des Arbeitsteils aktiviert und deaktiviert werden kann.
Erfindungsgemäß ist die Indikatoreinrichtung mit wenigstens einem Arbeitsteil versehen, welches durch Kräfte infolge des Betriebsdrucks in seiner Gestalt und/oder seiner Position verändert werden kann. Die Veränderung des wenigstens einen Arbeitsteils kann auf das wenigstens eine Indikatorteil übertragen werden. Das wenigstens eine Indikatorteil kann so aktiviert oder deaktiviert werden. Das wenigstens eine Indikatorteil kann dabei so ausgestaltet sein, dass es bei Aktivierung direkt eine Information ausgeben kann. Alternativ oder zusätzlich kann das wenigstens eine Indikatorteil bei Aktivierung ein Signal erzeugen, welches wiederum an ein entsprechendes Ausgabemittel übermittelt werden kann. Die Indikatoreinrichtung kann vorteilhafterweise als eine Art Drucksensor ausgestaltet sein oder wirken.
Die wenigstens eine Indikatoreinrichtung kann so ausgestaltet sein, dass beim Wegfall des Betriebsdrucks die ausgegebene Information automatisch zurückgenommen wird oder nicht mehr ausgegeben wird. Hierzu kann das wenigstens eine Indikatorteil mittels dem wenigstens einen Arbeitsteil deaktiviert werden. Auf diese Weise kann erkannt werden, dass die Indikatoreinrichtung arbeitet und/oder die Veränderbarkeit des Arbeitsteils nicht durch die Beladung mit im Sammelbereich abgeschiedenen Verunreinigungen beeinträchtigt wird. Das wenigstens eine Arbeitsteil kann vorteilhafterweise so ausgestaltet sein, dass es bei Wegfall des Betriebsdrucks seinen Grundzustand, insbesondere seine ursprüngliche Gestalt und/oder Position, wieder einnimmt.
Das wenigstens eine Arbeitsteil kann wenigstens teilweise in dem Sammelbereich der Abscheidevorrichtung angeordnet werden. Es kann von abgeschiedenen Verunreinigungen wenigstens teilweise bedeckt werden. Mit der Indikatoreinrichtung kann ein Beladungszustand des Sammelbereichs überwacht werden. Der überwachte Sammelbereich kann auch als Überwachungsbereich bezeichnet werden. Das wenigstens eine Arbeitsteil kann so ausgestaltet und/oder angeordnet sein, dass es bei zunehmender Beladung des Sammelbereichs mit abgeschiedenen Verunreinigungen entsprechend zunehmend von den Verunreinigungen bedeckt werden kann. Die abgeschiedenen Verunreinigungen, welche das wenigstens eine Arbeitsteil bedecken, können dessen Veränderungsfähigkeit einschränken.
Vorteilhafterweise kann das wenigstens eine Arbeitsteil so ausgestaltet und/oder angeordnet sein, dass bedeckende Verunreinigungen nach einer Veränderung des wenigstens einen Arbeitsteils infolge des Betriebsdrucks nach Wegfall des Betriebsdrucks eine Rückkehr des wenigstens einen Arbeitsteils und entsprechend des wenigstens einen Indikatorteils in seinen Grundzustand einschränken oder verhindern. Die Verunreinigungen können das wenigstens eine Arbeitsteil blockieren. So kann das Erreichen des Grenz-Beladungszustands daran erkannt werden, dass auch nach Wegfall des Betriebsdrucks die Information von dem Indikatorteil weiterhin ausgegeben wird oder nicht zurückgenommen wird.
Bei Erreichen des Grenz-Beladungszustands muss die Abscheidevorrichtung gewartet, insbesondere gereinigt oder teilweise ausgetauscht, werden.
Bei einem Betrieb einer als Fluidzentrifuge ausgestalteten Abscheidevorrichtung, insbesondere einer Ölzentrifuge eines Motorölkreislaufs einer Brennkraftmaschine, kann in einem Rotor ein Betriebsdruck durch das Fluid von etwa 2 bar bis 7 bar herrschen. Mit dem vorhandenen Betriebsdruck kann wenigstens ein insbesondere flexibles Arbeitsteil im Inneren des Rotors deformiert werden. Das wenigstens eine Arbeitsteil kann durch seine Bauart diesen deformierten Zustand insbesondere mittels dem wenigstens einen Indikatorteil nach außen, insbesondere am Außenmantel des Rotors, sichtbar darstellen. Sollte der Betriebsdruck im Rotor insbesondere bei einem Betriebsstopp insbesondere auf den Umgebungsdruck abfallen, kann das wenigstens eine Arbeitsteil automatisch wieder in seinen Grundzustand, insbesondere seine Ausgangsform, zurückkehren oder zurückgebracht werden. Ist jedoch in dem Expansionsbereich der Indikatoreinrichtung, insbesondere im Bereich des wenigstens einen Arbeitsteils, ein Belag an Verunreinigungen, insbesondere ein Schmutzbelag, aufgebaut, so wird das wenigstens eine Arbeitsteil daran gehindert in seinen Ausgangszustand, insbesondere seine Ausgangsform, zurückzukehren. Somit ist eine permanente Information, insbesondere Druckanzeige, insbesondere am Außenmantel des Rotors vorhanden.
Bei einer Kontrolle der Abscheidevorrichtung, insbesondere der Fluidzentrifuge, wird der Fluiddruck in der Regel vor dem Öffnen einer entsprechenden Abdeckung, insbesondere eines Spritzschutzes, eines Gehäuses der Abscheidevorrichtung, insbesondere eines Zentrifugengehäuses, insbesondere auf Umgebungsdruck gesenkt. Somit wird die Indikatoreinrichtung insbesondere an dem Rotor nur sichtbar, wenn kein Betriebsdruck in der Abscheidevorrichtung mehr vorhanden ist. Zeigt die Indikatoreinrichtung dennoch so an, als wäre ein Betriebsdruck vorhanden, so kann daraus geschlossen werden, dass die Schmutzbeladung das wenigstens eine Arbeitsteil blockiert und so die Indikatoreinrichtung, insbesondere das wenigstens eine Arbeitsteil und/oder das wenigstens eine Indikatorteil, an der Rückkehr zu seinem Grundzustand hindert. So kann darauf geschlossen werden, dass der Grenz-Beladungszustand mit Verunreinigungen und der Zeitpunkt für eine Wartung erreicht ist.
Durch die Position und/oder Größe des wenigstens einen insbesondere flexiblen Arbeitsteils und/oder gegebenenfalls der Charakteristik etwaiger Rückstellfunktionen können eine Empfindlichkeit der Indikatoreinrichtung zur Erkennung des Verunreinigungs-Beladungszustand, insbesondere des Füllgrads, der Abscheidevorrichtung, insbesondere des Rotors, insbesondere eine Schaltschwelle bei Erreichen des Grenz-Beladungszustands, und/oder die Art der Bereitstellung der Information und/oder die Intensität der Anzeige, vorgegeben werden. Mit der erfindungsgemäßen Indikatorvorrichtung kann der Zeitpunkt, an dem eine Wartung erforderlich ist, genauer anzeigt werden.
Auf diese Weise kann der Verschmutzungsgrad, insbesondere das Erreichen eines Grenz-Beladungszustands, der Abscheidevorrichtung, insbesondere der Fluidzentrifuge, einfach und kostengünstig angezeigt werden. So kann auf die Vorgabe von festen Wartungsintervallen verzichtet werden. Es können auch bei sehr unterschiedlichen Betriebsbedingungen und/oder Einsatzgebieten eine effiziente Wartung der Abscheidevorrichtung, insbesondere der Fluidzentrifuge, realisiert werden. Im Unterschied zu festen Wartungsintervallen kann so vermieden werden, dass die Abscheidevorrichtung, insbesondere die Fluidzentrifuge, zu früh oder zu spät gewartet wird.
Eine zu frühe Wartung kann den Nachteil haben, dass die maximal mögliche Standzeit der Abscheidevorrichtung nicht erreicht wird, wodurch die Kosten und der Aufwand unnötig erhöht werden. Eine Wartung, insbesondere Reinigung, der Abscheideeinrichtung, insbesondere des Rotors der Fluidzentrifuge, kann sehr aufwändig sein. Die Wartungsarbeiten sind daher erst bei Erreichen des Grenz-Beladungszustands mit Verunreinigungen, insbesondere bei Erreichen eines gewissen Verschmutzungsgrads, sinnvoll und gewünscht.
Eine zu späte Wartung kann zur Folge haben, dass die Abscheidevorrichtung, insbesondere die Fluidzentrifuge, bereits mit abgeschiedenen Verunreinigungen überfüllt ist. Eine mit Verunreinigungen überfüllte Abscheidevorrichtung kann in ihrer Funktion beeinträchtigt werden oder ihre Funktion verlieren. Dies kann im schlimmsten Fall zu schweren Schäden an dem System, welches das gereinigte Fluid benötigt, insbesondere einer Brennkraftmaschine, führen.
Vorteilhafterweise kann die Indikatoreinrichtung, insbesondere das wenigstens eine Indikatorteil, eine Art Drucksensor aufweisen oder Teil eines solchen sein. Das wenigstens eine Indikatorteil, insbesondere der Drucksensor, kann mit einer flexiblen Membran, insbesondere einem Schlauch, welcher das wenigstens eine Arbeitsteil realisiert, verbunden sein. Das wenigstens eine Arbeitsteil kann mit einer Flüssigkeit oder Paste als Arbeitsmedium gefüllt sein. Vorteilhafterweise kann sich ein flexibler Bereich des wenigstens einen Arbeitsteils, insbesondere des Schlauches, im Inneren der Abscheidevorrichtung, insbesondere des Rotors, insbesondere in dem zu überwachenden Sammelbereich für die abgeschiedenen Verunreinigungen, befinden.
Die Indikatoreinrichtung kann vorteilhafterweise Teil einer Ölzentrifuge einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs sein. Die Ölzentrifuge kann vorteilhafterweise Teil eines Motorölkreislaufs einer Brennkraftmaschine sein. Sie kann zur Reinigung von Motoröl dienen, welche der Brennkraftmaschine zugeführt wird. Die Erfindung ist jedoch nicht beschränkt auf eine Ölzentrifuge eines Motorölkreislaufs einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs. Vielmehr kann sie auch bei andersartigen Abscheidevorrichtungen und/oder andersartigen Flüssigkeitssystemen, insbesondere Kraftstoffsystemen oder Hydrauliksystemen, von Kraftfahrzeugen oder anderen Maschinen verwendet werden. Die Abscheidevorrichtung kann auch außerhalb der Kraftfahrzeugtechnik, insbesondere bei Industriemotoren, eingesetzt werden.
Erfindungsgemäß weist das wenigstens eine Arbeitsteil wenigstens eine in Gestalt und/oder Position veränderbare Arbeitsfläche auf, die mit dem Betriebsdruck beaufschlagt werden kann, die von abgeschiedenen Verunreinigungen wenigstens teilweise bedeckt, insbesondere blockiert, werden kann und die mittelbar oder unmittelbar mit dem wenigstens einen Indikatorteil zu dessen Betätigung verbunden sein kann oder das wenigstens eine Indikatorteil wenigstens mit bilden kann.
Die wenigstens eine Arbeitsfläche kann durch den Betriebsdruck verformt und/oder verschoben werden. Die entsprechende Veränderung kann direkt oder indirekt an das wenigstens eine Indikatorteil übermittelt werden.
Vorteilhafterweise kann wenigstens eine Arbeitsfläche mit wenigstens einem Indikatorteil, insbesondere einem Indikatoranzeigeelement, einstückig oder mehrstückig verbunden sein.
Vorteilhafterweise kann die wenigstens eine Arbeitsfläche Teil einer flexiblen, insbesondere elastischen, Membran sein oder durch diese gebildet werden.
Durch die Bedeckung mit Verunreinigungen kann die wenigstens eine Arbeitsfläche für Veränderungen, insbesondere für eine Rückstellung nach einer Veränderung infolge des Betriebsdrucks, blockiert werden.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann das wenigstens eine Arbeitsteil und/oder das wenigstens eine Indikatorteil wenigstens einen flexiblen, insbesondere elastischen, Abschnitt, insbesondere einen Schlauchabschnitt oder Membranabschnitt, umfassen oder teilweise von diesem gebildet sein.
Vorteilhafterweise kann der wenigstens eine flexible Abschnitt des wenigstens einen Arbeitsteils auf einer Seite eine Arbeitsfläche aufweisen. Die Arbeitsfläche kann mit dem Betriebsdruck beaufschlagt werden. Der wenigstens eine flexible Abschnitt kann auf einer der Arbeitsfläche gegenüberliegenden Seite mittelbar oder unmittelbar mit dem wenigstens einen Indikatorteil zu dessen Betätigung verbunden sein oder das wenigstens eine Indikatorteil wenigstens mit bilden.
Vorteilhafterweise kann das wenigstens eine Arbeitsteil in einem den Betriebsdruck zugewandten Bereich über eine Membran, insbesondere Gummi-Membran, verfügen. Die Membran kann bei ein Betriebsdruck verformt werden. Insbesondere kann ein von der Membran begrenztes Arbeitsvolumen durch die Verformung komprimiert oder verformt werden. Mittelbar über ein Verbindungselement, insbesondere einen Schaft, einen Kolbenabschnitt und/oder ein Indikator-Pin, oder unmittelbar über die Membran, insbesondere einen Indikatorabschnitt der Membran, kann ein Signal nach außen gegeben werden. Dieses Signal kann durch einen nach außen bewegten Teil des Verbindungselements, insbesondere den Indikator-Pin, oder der Membran selbst realisiert werden. Die Membran kann sich nach außen wölben und damit sichtbar werden. Das Signal kann den Überdruck bezüglich dem Umgebungsdruck bedingt durch den Betriebsdruck anzeigen.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann das wenigstens eine Arbeitsteil ein Arbeitsvolumen mit wenigstens einem insbesondere nicht komprimierbaren Arbeitsmedium, insbesondere einer Arbeitsflüssigkeit, aufweisen, mit der eine Veränderung des Arbeitsteils zur Betätigung an das wenigstens eine Indikatorteil übertragen werden kann.
Eine vom Betriebsdruck hervorgerufene Deformation des flexiblen Bereiches des wenigstens einen Arbeitsteils, insbesondere des Schlauchs, kann über das Arbeitsmedium, insbesondere eine Flüssigkeit oder Paste, einen statischen Überdruck erzeugen, der durch das wenigstens eine Indikatorteil, insbesondere den Drucksensor, in einer Außenwand der Abscheidevorrichtung, insbesondere des Rotors, angezeigt werden kann. Bei einem drucklosen System kann das wenigstens eine Arbeitsteil, insbesondere der Schlauch, seinen Grundzustand, insbesondere seine Ausgangsposition und/oder seine Ausgangsform, wieder annehmen, so dass kein Druck angezeigt wird. Ist jedoch die Arbeitsfläche, insbesondere eine Expansionsfläche, des wenigstens einen Arbeitsteils, insbesondere des Schlauches, durch Verunreinigung blockiert, wird ein dauerhaftes Signal erzeugt, welches wiederrum den Wartungszeitpunkt wiederspiegelt.
Vorteilhafterweise kann das wenigstens eine Indikatorteil, insbesondere der wenigstens eine Drucksensor, mit einer elastisch rückstellenden Funktion, insbesondere einem federbelasteten Kolben oder Kolbenabschnitt, ausgestattet sein. Je nach Vorgabe der rückstellenden Funktion kann eine Unterstützungskraft für die Rückstellung, insbesondere Rückexpansion, des veränderbaren, insbesondere flexiblen, Bereiches des wenigstens einen Arbeitsteils erfolgen.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform können das wenigstens eine Arbeitsteil und das wenigstens eine Indikatorteil einstückig oder mehrstückig realisiert sind.
Das wenigstens eine Arbeitsteil und das wenigstens eine Indikatorteil können vorteilhafterweise einfach in einem Stück hergestellt und montiert werden.
Vorteilhafterweise können das wenigstens eine Arbeitsteil das wenigstens eine Indikatorteil durch eine Blase aus einer flexiblen, insbesondere elastischen, Membran realisiert werden. Der Innenraum der Blase kann mit einem Arbeitsmedium gefüllt sein. Durch Veränderung, insbesondere Kompression, des wenigstens einen Arbeitsteils, gegebenenfalls im Bereich der Arbeitsflächen, kann das Arbeitsmedium aus dem Bereich des wenigstens einen Arbeitsteils in den Bereich des wenigstens einen Indikatorteils verdrängt werden. Ein Teil des wenigstens einen Indikatorteil, der insbesondere ein Indikatoranzeigeelement wenigstens mit bilden kann, kann auf diese Weise herausgedrückt werden. So kann mit dem teilweise herausgedrückten Indikatorteil ein Signal ausgegeben werden, dass zur Beurteilung des Beladungszustands der Abscheidevorrichtung herangezogen werden kann.
Alternativ können das wenigstens eine Arbeitsteil und das wenigstens eine Indikatorteil vorteilhafterweise aus mehreren Stücken bestehen. Das wenigstens eine Arbeitsteil kann dabei eine flexible, insbesondere elastische Membran, aufweisen. Mit der Membran kann ein Arbeitsvolumen mit begrenzt sein. Das Arbeitsvolumen kann außerdem von einem verschiebbaren Kolbenabschnitt des wenigstens einen Indikatorteils mit begrenzt werden. Der Kolbenabschnitt seinerseits kann mit einem Indikatoranzeigeelement des wenigstens einen Indikatorteils verbunden sein. Durch verformen des wenigstens einen Arbeitsteils kann ein Arbeitsmedium im Arbeitsvolumen zu dem Kolbenabschnitt verdrängt werden, so dass dieser verschoben werden kann. Der Kolbenabschnitt kann seinerseits das Indikatoranzeigeelement in eine von außen sichtbare Position bringen. So kann ein entsprechendes Signal zur Beurteilung des Beladungszustands ausgegeben werden.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann das wenigstens eine Indikatorteil, insbesondere ein Indikatoranzeigeelement, wenigstens eine optisch und/oder taktil und/oder akustisch und/oder elektronisch erfassbare Information, insbesondere ein Signal, erzeugen, insbesondere ausgeben.
Vorteilhafterweise kann mit dem wenigstens einen Indikatorteil ein Signal ausgegeben werden, das direkt insbesondere optisch und/oder taktil und/oder akustisch erfasst werden.
Alternativ oder zusätzlich kann das wenigstens eine Indikatorteil wenigstens eine Information erzeugen, die mit entsprechenden Mitteln, insbesondere von mechanischen, elektromechanischen und/oder elektrischen/elektronischen Erfassungs-, Verarbeitung und/oder Ausgabesystemen, verarbeitet und/oder ausgegeben werden kann.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann das wenigstens eine Indikatorteil mechanisch und/oder elektrisch/elektronisch wirken.
Das wenigstens eine Indikatorteil kann wenigstens eine Information in Form einer Änderung seiner Gestalt und/oder Position bereitstellen und so rein mechanisch wirken.
Alternativ kann das wenigstens eine Indikatorteil mit einem elektromechanischen, elektrischen und/oder elektronischen Bauteil, insbesondere einen Sensor insbesondere mit einem den Piezo-Effekt nutzendes Element, verbunden sein oder ein derartiges aufweisen, mit dem eine Änderung der Gestalt und/oder Position des Indikatorteil in wenigstens ein elektrisches/elektronisches Signal umgewandelt werden kann.
Erfindunsgemäß weist die Indikatoreinrichtung, insbesondere das wenigstens eine Arbeitsteil und/oder das wenigstens eine Indikatorteil, eine insbesondere elastische Rückstellfunktion, insbesondere wenigstens ein Rückstellelement und/oder elastische Eigenschaften, auf zur Rückstellung der Indikatoreinrichtung in ihren Grundzustand.
Vorteilhafterweise können entsprechende Rückstellkräfte der Abscheidevorrichtung gegen entsprechende Druckkräfte infolge des Betriebsdrucks gerichtet sein.
Mit der Rückstellfunktion kann die wenigstens eine Indikatoreinrichtung im druckfreien Zustand, also wenn kein Betriebsdruck in der Abscheidevorrichtung herrscht, in ihren Grundzustand gebracht werden, sofern der wenigstens eine Arbeitsteil nicht durch abgeschiedene Verunreinigungen blockiert wird.
Eine elastische Rückstellfunktion ermöglicht die Rückstellung aus eigenem Antrieb.
Vorteilhafterweise kann das wenigstens eine Arbeitsteil und/oder das wenigstens eine Indikatorteil eine wenigstens teilweise elastischen Membran, insbesondere einer Gummimembran, aufweisen oder daraus bestehen. Durch den Betriebsdruck kann die Membran einfach verformt werden, wobei die Membran mit einer Rückstellkraft vorgespannt wird. Im druckfreien Zustand kann die Membran mittels ihrer Rückstellkräfte sich selbstständig wieder in ihre Grundform zurück bringen.
Alternativ oder zusätzlich kann ein separates Rückstellelement, insbesondere ein Federelement, vorgesehen sein, welches das wenigstens eine Arbeitsteil und/oder das wenigstens eine Indikatorteil in ihren jeweiligen Grundzustand bringen kann. In diesem Fall kann darauf verzichtet werden, dass das wenigstens eine Arbeitsteil und/oder das wenigstens eine Indikatorteil selbst elastische Eigenschaften aufweisen. Es kann ausreichen, dass die Teile, sofern erforderlich, flexibel sind. Vorteilhafterweise kann das wenigstens eine Arbeitsteil und/oder das wenigstens eine Indikatorteil eine flexible, unelastische Membran aufweisen.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann das wenigstens eine Arbeitsteil, insbesondere die Indikatoreinrichtung, in/an einer Umfangsseite oder einer Stirnseite eines um eine Rotorachse drehbaren Rotors eines Zentrifugalabscheider angeordnet werden oder sein.
Vorteilhafterweise kann das wenigstens eine Arbeitsteil sich in Richtung einer Zunahme der Verunreinigungs-Beladung, insbesondere eines Filterkuchens, erstrecken. Die Erstreckung des wenigstens einen Arbeitsteils kann eine Überwachungsbereich für den Beladungszustand des Rotors definieren.
Bei einer Anordnung in oder an einer Umfangsseite kann die Indikatoreinrichtung, insbesondere das wenigstens eine Arbeitsteil, einfach linear ausgestaltet sein.
Bei einer Anordnung in oder an einer Stirnseite kann die Indikatoreinrichtung, insbesondere das wenigstens eine Arbeitsteil, linear oder gewinkelt ausgestaltet sein.
In einer Ausführungsform ist eine Abscheidevorrichtung vorgesehen, wobei die Indikatoreinrichtung wenigstens ein in seiner Gestalt und/oder seiner Position wenigstens teilweise veränderbares Arbeitsteil aufweist, das wenigstens teilweise in einem Sammelbereich eines Rotors der Fluidzentrifuge, für abgeschiedene Verunreinigung so angeordnet ist, dass es von abgeschiedenen Verunreinigungen abhängig von dem Verunreinigungs-Beladungszustand wenigstens teilweise bedeckt werden kann, wobei wenigstens der Sammelbereich bei einem Betrieb der Abscheidevorrichtung mit einem Betriebsdruck beaufschlagt ist und das wenigstens eine Arbeitsteil wenigstens von dem Betriebsdruck verändert werden kann, und die Indikatoreinrichtung wenigstens ein Indikatorteil aufweist, das mit dem wenigstens einen Arbeitsteil betätigbar ist und das durch entsprechende Veränderung des Arbeitsteils aktiviert und deaktiviert werden kann.
Im Übrigen gelten die im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Indikatoreinrichtung, der erfindungsgemäßen Abscheidevorrichtung und dem erfindungsgemäßen Rotor und deren jeweiligen vorteilhaften Ausgestaltungen aufgezeigten Merkmale und Vorteile untereinander entsprechend und umgekehrt. Die einzelnen Merkmale und Vorteile können selbstverständlich untereinander kombiniert werden, wobei sich weitere vorteilhafte Wirkungen einstellen können, die über die Summe der Einzelwirkungen hinausgehen.
Figurenliste
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert werden. Der Fachmann wird die in der Zeichnung, der Beschreibung und den Ansprüchen in Kombination offenbarten Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen. Es zeigen schematisch

1 einen Längsschnitt einer Ölzentrifuge eines Motorölkreislaufs einer Brennkraftmaschine, die eine Indikatoreinheit gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel zur Ausgabe eines Beladungszustand eines Rotors aufweist, wobei im Rotor kein Betriebsdruck herrscht und noch keine abgeschiedenen Partikeln angesammelt sind;
2 eine isometrische Darstellung der Indikatoreinheit des Rotors aus der 1;
3 im Detail einen Längsschnitt der Indikatoreinheit des Rotors aus der 1;
4 den Rotor aus der 1, wobei im Rotor ein Betriebsdruck herrscht;
5 eine isometrische Darstellung der Indikatoreinheit des Rotors aus der 4;
6 im Detail einen Längsschnitt der Indikatoreinheit und des Rotors aus der 4;
7 den Rotor aus 1 im druckfreien Zustand, wobei der Rotor teilweise mit Partikeln beladen ist;
8 den Rotor aus 1 im druckfreien Zustand, wobei eine Grenzwertbeladung mit Partikeln erreicht ist;
9 einen Längsschnitt einer Ölzentrifuge eines Motorölkreislaufs einer Brennkraftmaschine mit einer Indikatoreinheit gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel, wobei im Rotor kein Betriebsdruck herrscht und noch keine abgeschiedenen Partikeln angesammelt sind;
10 eine isometrische Darstellung der Indikatoreinheit des Rotors aus der 9;
11 im Detail einen Längsschnitt der Indikatoreinheit des Rotors aus der 9;
12 den Rotor aus der 9, wobei im Rotor ein Betriebsdruck herrscht;
13 eine isometrische Darstellung der Indikatoreinheit des Rotors aus der 12;
14 im Detail einen Längsschnitt der Indikatoreinheit des Rotors aus der 12;
15 den Rotor aus 9 im druckfreien Zustand, wobei der Rotor teilweise mit Partikeln beladen ist;
16 den Rotor aus 9 im druckfreien Zustand, wobei eine Grenzwertbeladung mit Partikeln erreicht ist.

In den Figuren sind gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen.
Ausführungsform(en) der Erfindung
In der 1 ist eine Ölzentrifuge 10 eines Motorölkreislaufs einer Brennkraftmaschine schematisch in einem Schnitt gezeigt. Die Ölzentrifuge 10 ist beispielhaft in einem Bypass des Motorölkreislaufs angeordnet und dient zum Entfernen von Partikeln aus dem Motoröl. 1 zeigt die Ölzentrifuge 10 im betriebsbereiten Zustand außer Betrieb, wobei die Ölzentrifuge 10 noch nicht mit Partikeln beladen ist.
Die Ölzentrifuge 10 umfasst ein Zentrifugengehäuse 12, in dem ein Rotor 14 um eine gedachte Rotorachse 16 drehbar angeordnet ist. Das Zentrifugengehäuse 12 ist in der 1 lediglich schematisch angedeutet. Die Rotorachse 16 verläuft in der normalen Betriebsorientierung der Ölzentrifuge 10 vertikal. Sie kann jedoch auch in einer anderen Orientierung verlaufen. Wenn im Folgenden von „radial“, „axial“, „koaxial“, „umfangsmäßig“ oder dergleichen die Rede ist, so bezieht sich dies, sofern nicht anders erwähnt, auf die Rotorachse 16.
Das Zentrifugengehäuse 12 hat in einer in der 1 unteren Stirnseite einen koaxialen Einlassstutzen 18 für zu reinigendes Motoröl. Außerhalb des Zentrifugengehäuses 12 ist der Einlassstutzen 18 mit einer Ölzuleitung verbunden, welche von einem Ausgang einer Ölpumpe des Motorölkreislaufs kommt. Im Inneren des Zentrifugengehäuses 12 führt der Einlassstutzen 18 zu einem Innenraum einer koaxialen Spindel 20 des Rotors 14. Das Zentrifugengehäuse 12 weist des Weiteren einen Auslass 22 für gereinigtes Motoröl auf, welcher in der schematischen Darstellung angedeutet beispielhaft exzentrisch an der unteren Stirnseite des Zentrifugengehäuses 12 herausführt. Der Auslass 22 ist außerhalb der Ölzentrifuge 10 mit einer Ölrückführleitung verbunden, welche in den Ölsumpf der Ölwanne führt. Das Zentrifugengehäuse 12 kann in der 1 oben beispielhaft durch entfernen einer Deckelseite geöffnet werden, sodass der Rotor 14 zu Wartungszwecken, beispielsweise zur Kontrolle, sichtbar ist und entfernt, geöffnet oder gereinigt werden kann.
Der Rotor 14 ist an den Enden der Spindel 20 aufseiten des Einlassstutzens 18, in der 1 unten, und auf der gegenüberliegenden Deckelseite im Zentrifugengehäuse 12 um die Rotorachse 16 drehbar gelagert. Der Rotor 14 ist insgesamt in etwa als Rotationskörper um die Rotorachse 16 aufgebaut. Er verfügt über ein koaxiales, in dem Ausführungsbeispiel etwa kreiszylindrisches, Rotorgehäuse 24 mit einer Umfangswand 26, einem Bodenabschnitt 28 und einem Deckelabschnitt 30. In dem Ausführungsbeispiel ist die Umfangswand 26 in der 1 unten einstückig mit dem Bodenabschnitt 28 verbunden. Der Deckelabschnitt 30 ist oben auf die Umfangswand 26 aufgesetzt und mit dieser verbunden. Der Deckelabschnitt 30 kann zu Wartungszwecken, beispielsweise zur Reinigung des Rotors 14, von der Umfangswand 26 getrennt werden.
Der Bodenabschnitt 28 ist beispielhaft einstückig mit der Spindel 20 verbunden. Der Bodenabschnitt 28 weist in der Spindel 20 eine koaxiale Öffnung für den Einlassstutzen 18 auf. Der Deckelabschnitt 30 verfügt über einen koaxialen Durchbruch für die Spindel 20. In der dem Deckelabschnitt 30 axial zugewandten Hälfte verfügt die Spindel 20 in ihrer Umfangswand über mehrere Öldurchlässe 32. Die Öldurchlässe 32 verbinden den Innenraum der Spindel 20 mit einem Abscheideraum 34 des Rotors 40, welcher die Spindel 20 radial außen umgibt. Der Abscheideraum 34 befindet sich im Inneren des Rotorgehäuses 24 und wird begrenzt durch die Umfangswand der Spindel 20, die Umfangswand 26 des Rotorgehäuses 24, den Bodenabschnitt 28 und den Deckelabschnitt 30.
Der Bodenabschnitt 28 weist darüber hinaus mehrere Ölabläufe 36 auf, welche exzentrisch zur Rotorachse 16 außerhalb der Spindel 20 angeordnet sind. Die Ölabläufe 36 verbinden den Abscheideraum 34 mit einem Auslassraum 38 des Zentrifugengehäuses 12 oberhalb des Bodenabschnitt 28. Aus dem Auslassraum 38 führt der Auslass 22 heraus.
Die radial innere Umfangsseite der Umfangswand 26 des Rotors 14 dient als Sammelbereich 40 für vom Motoröl abgeschiedene Partikel.
In der Umfangswand 26 ist eine Indikatoreinheit 42 zur Ausgabe eines Beladungszustands des Rotors 14 angeordnet. Die Indikatoreinheit 42 ist im Detail in der 2 in isometrischer Darstellung und in der 3 im Längsschnitt gezeigt. Die Indikatoreinheit 42 ist beispielhaft etwa koaxial zu einer Indikatorachse 44 aufgebaut. Dabei ist es für die Erfindung nicht unbedingt erforderlich, dass die Indikatoreinheit 42 koaxial aufgebaut ist. Die Indikatorachse 44 verläuft radial zur Rotorachse 16. Die Indikatorachse 44 steht senkrecht auf der radial inneren Umfangsseite der Umfangswand 26 des Rotorgehäuses 24.
Die Indikatoreinheit 42 umfasst einen etwa hülsenförmigen, zur Indikatorachse 44 koaxialen Grundkörper, mit dem die Indikatoreinheit 42 in der Umfangswand 26 befestigt ist. Dabei führt der Grundkörper 24 durch die Umfangswand 26 und ragt an deren radialer äußerer Umfangsseite und der radial inneren Umfangsseite jeweils heraus. An dem außerhalb des Rotorgehäuses 24 befindlichen Ende verfügt der Grundkörper 46 über einen Kragen, welcher radial zur Indikatorachse 44 übersteht. Zwischen dem Kragen und dem bezüglich der Radiatorachse 44 axial gegenüberliegenden Ende ist der Außendurchmesser der Indikatoreinheit 24 etwa konstant. Auf diese Weise kann die Indikatoreinheit 42 von außen durch eine entsprechende Öffnung in der Umfangswand 26 gesteckt und durch den Kragen des Grundkörpers 46 gehalten werden.
Neben dem Ende, dass im inneren des Rotors 14 angeordnet ist, ist der Grundkörper 46 an seiner bezüglich der Indikatorachse 44 radial äußeren Umfangsseite nach innen abgestuft. Die Stufe bildet einen Haltebereich für ein Arbeitsteil 48 in Form eines Schlauchstücks. Das Schlauchstück des Arbeitsteils 48 ist aus einem flexiblen Material, beispielsweise einem elastischen Gummi. Es ist nicht unbedingt erforderlich, dass das Material des Arbeitsteils 48 elastisch ist. Das Arbeitsteil 48 ist an seinem dem Grundkörper 46 abgewandten Ende geschlossen.
Die radial innere Umfangsseite des Grundkörpers 46 ist ebenfalls abgestuft, sodass der Innendurchmesser auf der dem Arbeitsteil 48 zugewandten Seite kleiner ist als auf der dem Kragen zugewandten Seite. Die Innenstufe des Gehäusekörpers 46 dient als Anschlag für ein Indikatorteil 50, das im querschnittsvergrößerten Innenbereich des Grundkörpers 46 axial zur Indikatorachse 44 bewegbar ist.
Das Indikatorteil 50 besteht aus einem Kolbenabschnitt 52 auf der dem Arbeitsteil 48 zugewandten Seite und einem Indikatoranzeigeelement 54 auf der bezüglich der Indikatorachse 44 abgewandten Seite. Der Kolbenabschnitt 52 liegt an der radial inneren Umfangsseite des Grundkörpers 46 im querschnittsvergrößerten Innenbereich umfangsmäßig dicht an.
In dem querschnittsvergrößerten Innenbereich des Grundkörpers 46 ist des Weiteren ein zur Indikatorachse 44 koaxiales Rückstellelement 56 in Form einer Spiraldruckfeder angeordnet. Das Rückstellelement 56 stützt sich mit einem Ende gegen den Kolbenabschnitt 52 und mit dem bezüglich der Indikatorachse 44 axial gegenüberliegenden Ende gegen eine etwa becherförmige Indikatorabdeckung 58 ab.
Die Indikatorabdeckung 58 ist auf der Außenseite des Rotorgehäuses 24 auf den Kragen des Grundkörpers 46 aufgesteckt. Sie weist eine zur Indikatorachse 44 koaxiale Indikatoröffnung 60 auf, durch die das Indikatoranzeigeelement 54 zur Anzeige des Vorliegens des Betriebsdrucks, wie beispielsweise in den 4 bis 6 gezeigt, hindurchragen kann. Der Grundkörper 46 mit dem Indikatorteil 50, dem Rückstellelement 56 und der Indikatorabdeckung 58 kann als Drucksensor bezeichnet werden.
Der Innenraum des Arbeitsteils 48 und der querschnittsverjüngte Innenraum des Grundkörpers 46 bilden ein Arbeitsvolumen 62, in dem sich ein Arbeitsmedium 64 in Form einer inkompressiblen Flüssigkeit befindet. Im druckfreien Zustand der Ölzentrifuge 10, bei dem kein Betriebsdruck im Rotor 14 herrscht, drückt das Rückstellelement 56 das Indikatorteil 50 bezüglich der Indikatorachse 44 axial zum Arbeitsteil 48 und hält so das Arbeitsmedium 64 im Innenraum des Arbeitsteils 48. Das inkompressible Arbeitsmedium 64 hält die Hülle des Arbeitsteils 48 in seiner Grundform gespannt, wie in den 1 bis 3 bezeigt. Das Indikatoranzeigeelement 54 befindet sich im querschnittserweiterten Innenraum des Grundkörpers 46 und ist von außen nicht sichtbar.
Beim Betrieb der Brennkraftmaschine wird mittels der Ölpumpe Motoröl durch die Zuleitung dem Einlassstutzen 18 der Ölzentrifuge 10 unter einem Druck von etwa 2 bar bis 7 bar zugeführt. Das Motoröl gelangt in den Innenraum der Spindel 20. Aus dem Innenraum der Spindel 20 wird das Öl unter Druck durch die Öldurchlässe 32 in den Abscheideraum 34 gesprüht. Dabei wird der Rotor 14 in Drehung versetzt. Der Rotor 14 kann Drehzahlen von bis zu 10.000 Umdrehungen pro Minute erreichen. Durch die Rotation werden aufgrund der Zentrifugalkraft die im Vergleich zum Motoröl schwereren Schmutzpartikel nach radial außen befördert und lagern sich im Sammelbereich 40 an der radial inneren Umfangsseite der Umfangswand 26 ab. Die abgeschiedenen Partikel bilden dort einen Filterkuchen 66, wie er beispielsweise im fortgeschrittenen Beladungsstadium des Rotors 14 in den 7 und 8 gezeigt ist.
Der Strömungsweg des Öls in der Ölzentrifuge 10 ist in der 1 beispielhaft mit gestrichelten Pfeilen angedeutet. Das von Partikel befreite Öl sinkt nach unten und verlässt den Abscheideraum 34 durch die Ölabläufe 36. Es gelangt von dem Auslassraum 38 durch den Auslass 22 aus der Ölzentrifuge 10 heraus und wird über die Ölrückführleitung der Ölwanne der Brennkraftmaschine zugeführt.
Durch den Betriebsdruck im Abscheideraum 34 wird das Arbeitsteil 48, dessen Außenseite als Arbeitsfläche 68 dient, wie in den 4 bis 6 gezeigt, zusammengepresst. Das Arbeitsteil 48 und das Arbeitsvolumen 62 verändern dabei ihre Form. Das Arbeitsmedium 64 wird aus dem Innenraum des Arbeitsteils 48 in den Innenraum des Grundkörpers 46 verdrängt. Dabei drückt das Arbeitsmedium 64 gegen den Kolbenabschnitt 52 und verschiebt das Indikatorteil 50 gegen die Rückstellkraft des Rückstellelements 56 zur Indikatorabdeckung 58 hin. Das Indikatoranzeigeelement 54 ragt in aktiviertem Zustand durch die Indikatoröffnung 60 und ist von außerhalb des Rotorgehäuses 24, wie in den 4 bis 6 gezeigt, sichtbar.
Bei einem Betriebsstopp der Brennkraftmaschine, bei dem auch die Ölpumpe gestoppt wird, sinkt der Betriebsdruck in der Ölzentrifuge 10, so dass in dieser der Umgebungsdruck herrscht. Die Rückstellkraft des Rückstellelements 56 schiebt das Indikatorteil 50 zurück in seine in den 1 bis 3 gezeigte Ausgangsposition. Dabei wird das Arbeitsmedium 64 in den Innenraum des Arbeitsteils 48 verdrängt. Das Arbeitsmedium 64 spannt die Hülle des Arbeitsteils 48 auf, sodass dieses wieder seine ursprüngliche Form einnimmt. Das Indikatoranzeigeelement 54 befindet sich nun wieder innerhalb des Innenraums des Grundkörpers 46 und ist von außen nicht sichtbar. Die Indikatoreinheit 42 hat wieder ihren Grundzustand.
Mit zunehmender Betriebsdauer der Ölzentrifuge 10 nimmt die Beladung an abgeschiedenen Partikeln zu, wie dies in den 7 und 8 gezeigt ist. Mit zunehmender Beladung nimmt die radiale Dicke des Filterkuchens 66 zu. Der Arbeitsteil 48 befindet sich im Sammelbereich 40, der mit zunehmender Betriebszeit der Ölzentrifuge 10 nach und nach mit dem Filterkuchen 66 gefüllt wird. Die Indikatorachse 44 erstreckt sich parallel zur Zunahmerichtung des Filterkuchens 66, in der dieser mit zunehmender Verschmutzungsbeladung wächst, radial zur Rotorachse 16. Das Arbeitsteil 48 wird zunehmend von dem Filterkuchen 66 umgeben und schließlich, wie in der 8 gezeigt, vollständig umschlossen. In der 8 ist der Grenzbeladungszustand des Rotors 14 gezeigt. Der Filterkuchen 66 erstreckt sich bei Erreichen des Grenzbeladungszustands über einen Überwachungsbereich der Indikatoreinheit 42, welcher durch die bezüglich der Indikatorachse 44 axiale Ausdehnung der Arbeitsfläche 68 des Arbeitsteils 48 definiert wird.
Beim Betrieb der Brennkraftmaschine führt der Betriebsdruck auch bei hoher Beladung dazu, dass das Arbeitsteil 48 wie oben beschrieben, verformt wird. Der Filterkuchen 66 drückt dabei in den von dem Arbeitsteil 48 freigegebenen Bereich des Sammelbereichs 40 und liegt eng an der Arbeitsfläche 68 des Arbeitsteils 48 an.
Bei einem Betriebsstopp sinkt der Betriebsdruck in dem Rotorgehäuse 24, jedoch hält der Filterkuchen 66 gegen die Rückstellkraft des Rückstellelements 56 an und verhindert so, dass das Arbeitsteil 48 in seine ursprüngliche Form zurückgedrückt werden kann. Das Arbeitsmedium 64 kann nicht in den Innenraum des Arbeitsteils 48 zurückgelangen. Diese Situation ist in der 8 gezeigt. Auch im druckfreien Zustand des Rotors 14 verbleibt das Indikatoranzeigeelement 54 in der Indikatoröffnung 60. Es ist ein dauerhaftes Signal von außen sichtbar.
Zu Wartungszwecken kann die Deckelseite des Zentrifugengehäuses 12 entfernt werden, sodass der Rotor 14 und die Indikatoreinheit 42 von außen sichtbar sind. Dies geschieht während eines Betriebsstopp, bei dem in der Ölzentrifuge 10 kein Betriebsdruck sondern der Umgebungsdruck herrscht. Falls das Indikatoranzeigeelement 54 im druckfreien Zustand der Ölzentrifuge 10 von außen nicht erkennbar ist, so deutet dies darauf hin, dass ein Grenzbeladungszustand an Partikeln noch nicht erreicht ist, ohne dass der Rotor 14 ausgetauscht oder geöffnet werden muss. Eine Reinigung oder ein Austausch des Rotors 14 ist dann noch nicht erforderlich. Ist das Indikatoranzeigeelement 54 hingegen von außen erkennbar, so deutet dies auf das Erreichen des Grenzbeladungszustands hin. Der Rotor 14 muss ausgetauscht oder gereinigt werden.
Eine Empfindlichkeit der Indikatoreinheit 42 zur Erfassung des Grenzbeladungszustand des Rotors 14 kann vorgegeben werden beispielsweise durch die Rückstelleigenschaften des Rückstellelements 56 und die Ausdehnung des Arbeitsteils 48 radial zur Rotorachse 16, also in Richtung der Dicke des Filterkuchens 66.
Über die Vorgabe der Federkraft des Rückstellelements 56 kann die Rückstellkraft eingestellt werden. Eine Abstimmung auf eine Konsistenz des Filterkuchens 66 kann so realisiert werden. Bei verhältnismäßig weichen Filterkuchen 66 kann das Rückstellelement 56 mit einer entsprechend geringeren Rückstellkraft ausgestattet sein. Das Rückstellelement 56 kann so ausgelegt sein, dass seine Rückstellkraft im nicht beladenen Zustand, also solange der Filterkuchen 66 das Arbeitsteil 48 nicht vollständig umschließt, ausreicht, um das Arbeitsteil 48 in seine Grundform zu drücken.
In den 9 bis 16 ist der Rotor 14 mit einer Indikatoreinheit 42 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel gezeigt. Diejenigen Elemente, die zu denen des ersten Ausführungsbeispiels aus den 1 bis 8 ähnlich sind, sind mit denselben Bezugszeichen versehen. Das zweite Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem ersten Ausführungsbeispiel dadurch, dass beim zweiten Ausführungsbeispiel das Arbeitsteil 48 als Teil einer geschlossenen elastischen Blase, beispielsweise aus einer Gummimembran, gebildet ist. Der Grundkörper 46 ist über seine gesamte bezüglich der Indikatorachse 44 axiale Länge als Hülse ausgestaltet. Die elastische Blase mit dem Arbeitsteil 48 ist im Innenraum des Grundkörpers 46 angeordnet und füllt diesen aus. Der Innenraum der elastischen Blase bildet das Arbeitsvolumen 62, in dem sich das Arbeitsmedium 64 befindet.
Auf seiner innerhalb des Rotorgehäuses 24 gelegenen Seite weist der Grundkörper 46 in seiner Umfangswand eine Mehrzahl von Fenstern 170 auf, welche den Überwachungsbereich der Indikatoreinheit 42 im Sammelbereich 40 definieren. Die Abschnitte der elastischen Blase, die sich im Bereich der Fenster 170 befinden, bilden die Arbeitsflächen 68 des Arbeitsteils 48.
Ein Abschnitt der elastischen Blase, welcher sich im Bereich der Indikatoröffnung 60 befindet, bildet das Indikatorteil 50 mit einem Indikatoranzeigeelement 54. Das Indikatoranzeigeelement 54 ist der Abschnitt der elastischen Blase, welcher im druckfreien Zustand an der Indikatoröffnung 60 anliegt. Das Indikatoranzeigeelement 54 ist mit einer Signalfarbe, beispielsweise Rot, ausgestaltet. Zur einfacheren Herstellung kann die gesamte elastische Blase in der Signalfarbe sein.
Dadurch, dass das Arbeitsteil 48 und das Indikatorteil 50 einstückig mittels der geschlossenen elastischen Blase realisiert sind, kann beim zweiten Ausführungsbeispiel auf einen Kolbenabschnitt verzichtet werden. Ebenso kann auf ein separates Rückstellelement verzichtet werden, da die Blase, also das Arbeitsteil 48 und das Indikatorteil 50, aufgrund ihrer Elastizität selbst rückstellende Eigenschaften aufweist.
Über die Elastizität der elastischen Blase, also des Arbeitsteils 48 und des Indikatorteils 50, kann eine Rückstellungskraft vorgegeben werden. Eine Abstimmung auf die Konsistenz des Filterkuchens 66 ist so möglich. Bei einem verhältnismäßig weichen Filterkuchen kann eine elastische Blase mit entsprechend geringer Rückstelleigenschaft Einsatz finden.
Bei einer Zunahme des Betriebsdrucks im Rotorgehäuse 24 wird durch Druck auf die Arbeitsflächen 68, wie in den 12 bis 14 gezeigt, die elastische Blase im Bereich des Arbeitsteils 48 deformiert. Die Arbeitsflächen 68 werden in den Innenraum des Grundkörpers 46 gedrückt. Dadurch wird das Arbeitsmedium 64 in den Bereich des Indikatorteils 50 verdrängt. Das elastische Material des Indikatoranzeigeelements 54 wird durch den Überdruck durch die Indikatoröffnung 60 nach außen gedrückt. Das Indikatoranzeigeelement 54 ist, wie in den 12 bis 14 gezeigt, von außerhalb des Rotorgehäuses 24 sichtbar.
Sinkt bei einem Betriebsstopp der Betriebsdruck im Rotorgehäuse 24, so nimmt, solange der Rotor 14 seinen Grenzbeladungszustand mit abgeschiedenen Partikeln noch nicht erreicht hat, das Arbeitsteil 48 aufgrund seiner elastischen Eigenschaften und der daraus resultierenden Rückstellkräfte seine ursprüngliche Form an. Dabei wird entsprechend das Arbeitsmedium 64 in dem Arbeitsvolumen 62 verschoben. Das Indikatoranzeigeelement 54 ist von außen nicht mehr sichtbar.
Bei zunehmender Beladung der Ölzentrifuge 10 mit abgeschiedenen Partikeln, wie dies in den 15 und 16 gezeigt ist, werden die Arbeitsflächen 68 des Arbeitsteils 48 zunehmend vom Filterkuchen 66 umgeben. Reicht der Filterkuchen 66 über den Überwachungsbereich hinaus, wie in der 16 gezeigt, so blockiert er das Arbeitsteil 54 und verhindert bei einer Abnahme des Betriebsdrucks eine Rückstellung des Arbeitsteils 54 in seine Grundform. Das Indikatoranzeigeelement 54 bleibt in diesem Fall in der Indikatoröffnung 60 von außen sichtbar. Es wird ein dauerhaftes Signal ausgegeben. Daran kann, wie beim ersten Ausführungsbeispiel, ein Erreichen eines Grenzbeladungszustands des Rotors 14 erkannt werden, ohne dass dieser geöffnet oder aus dem Zentrifugengehäuse 14 entnommen werden muss.

Claims

Rotor (14) einer Fluidzentrifuge (10) zur Abscheidung von Verunreinigungen (66) von einem Fluid, mit wenigstens einer Indikatoreinrichtung (42) zur Ausgabe eines Signals über einen Verunreinigungs-Beladungszustand der Fluidzentrifuge (10), wobei die Indikatoreinrichtung (42) wenigstens ein in seiner Gestalt und/oder seiner Position wenigstens teilweise veränderbares Arbeitsteil (48) aufweist, das wenigstens teilweise in einem Sammelbereich (40) des Rotors (14) für abgeschiedene Verunreinigung (66) so angeordnet ist, dass es von abgeschiedenen Verunreinigungen (66) abhängig von dem Verunreinigungs-Beladungszustand wenigstens teilweise bedeckt werden kann, wobei wenigstens der Sammelbereich (40) bei einem Betrieb der Fluidzentrifuge (10) mit einem Betriebsdruck beaufschlagt ist und das wenigstens eine Arbeitsteil (48) wenigstens von dem Betriebsdruck verändert werden kann, und die Indikatoreinrichtung (42) wenigstens ein Indikatorteil (50) aufweist, das mit dem wenigstens einen Arbeitsteil (48) betätigbar ist und das durch entsprechende Veränderung des Arbeitsteils (48) aktiviert und deaktiviert werden kann, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Arbeitsteil (48) wenigstens eine in Gestalt und/oder Position veränderbare Arbeitsfläche aufweist, die mit dem Betriebsdruck beaufschlagt werden kann, die von abgeschiedenen Verunreinigungen (66) wenigstens teilweise bedeckt und blockiert werden kann und die mittelbar oder unmittelbar mit dem wenigstens einen Indikatorteil (50) zu dessen Betätigung verbunden ist oder das wenigstens eine Indikatorteil (50) wenigstens mit bildet, wobei die Indikatoreinrichtung (42) eine Rückstellfunktion aufweist zur Rückstellung der Indikatoreinrichtung (42) in ihren Grundzustand, wobei die Rückstellfunktion die Indikatoreinrichtung im druckfreien Zustand in ihren Grundzustand bringt, wenn der wenigstens eine Arbeitsteil nicht durch abgeschiedene Verunreinigungen (66) blockiert wird.
Rotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Arbeitsteil (48) und/oder das wenigstens eine Indikatorteil (50) wenigstens einen flexiblen, insbesondere elastischen, Abschnitt, insbesondere einen Schlauchabschnitt oder Membranabschnitt, umfasst oder teilweise von diesem gebildet ist.
Rotor nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Arbeitsteil (48) ein Arbeitsvolumen mit wenigstens einem insbesondere nicht komprimierbaren Arbeitsmedium (64), insbesondere einer Arbeitsflüssigkeit, aufweist, mit der eine Veränderung des Arbeitsteils (48) zur Betätigung an das wenigstens eine Indikatorteil (50) übertragen werden kann.
Rotor nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Arbeitsteil (48) und das wenigstens eine Indikatorteil (50) einstückig oder mehrstückig realisiert sind.
Rotor nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Indikatorteil (50), insbesondere ein Indikatoranzeigeelement (54), wenigstens eine optisch und/oder taktil und/oder akustisch und/oder elektronisch erfassbare Information, insbesondere ein Signal, erzeugen, insbesondere ausgeben kann.
Rotor nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Indikatorteil (50) mechanisch und/oder elektrisch/elektronisch wirkt.
Rotor nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Arbeitsteil (48), insbesondere die Indikatoreinrichtung (42), in/an einer Umfangsseite (26) oder einer Stirnseite eines um eine Rotorachse (16) drehbaren Rotors (14) eines Zentrifugalabscheiders (10) angeordnet werden kann oder ist.