DE102018105586A1

DE102018105586A1 - Rotor eines Zentrifugalabscheiders und Zentrifugalabscheider

Info

Publication number: DE102018105586A1
Application number: DE102018105586.2A
Authority: DE
Inventors: Markus Lüersmann; Eike Stitterich; Tom Klaver
Original assignee: Hengst SE and Co KG
Current assignee: Hengst SE and Co KG
Priority date: 2018-03-12
Filing date: 2018-03-12
Publication date: 2019-09-12
Also published as: EP3765201B1; US20210046490A1; CN112203773B; WO2019175077A1; CN112203773A; EP3765201A1; US11453015B2

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Rotor (1) eines Zentrifugalabscheiders, wobei der Rotor (1) eine zentrale Welle (2) aufweist, auf der ein Tellerstapel (3) aus mehreren identischen Tellern (30) angeordnet ist, wobei die Welle (2) an ihrem Außenumfang eine Eingriffskontur (21) für einen verdrehfesten, axial verschieblichen Eingriff mit einer Gegenkontur (31) am Innenumfang der Teller (30) des Tellerstapels (3) aufweist, wobei die Eingriffskontur (21) und die Gegenkontur (31) in mehreren in Umfangsrichtung voneinander beabstandeten Verdrehstellungen in Eingriff miteinander bringbar sind und wobei jeder Teller (30) in Tellerumfangsrichtung voneinander beabstandete Abstandshalter (4, 5) aufweist, die je zwei benachbarte Teller (30) unter Ausbildung eines zwischenliegenden Strömungsspalts (34) mit einem vorgebbaren Spaltmaß (h) auf axialem Abstand voneinander halten.Der Rotor (1) gemäß Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Abstandshalter (4, 5) der Teller (30) so ausgebildet und angeordnet sind, dass mit unterschiedlichen Verdrehstellungen einander benachbarter Teller (30) relativ zueinander im Tellerstapel (3) wenigstens zwei unterschiedliche axiale Abstände mit unterschiedlichen Spaltmaßen (h, h) des Strömungsspalts (34) zwischen den benachbarten Tellern (30) einstellbar sind.Außerdem betrifft die Erfindung einen Zentrifugalabscheider.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Rotor eines Zentrifugalabscheiders, wobei der Rotor eine zentrale Welle aufweist, auf der ein Tellerstapel aus mehreren identischen Tellern angeordnet ist, wobei die Welle an ihrem Außenumfang eine Eingriffskontur für einen verdrehfesten, axial verschieblichen Eingriff mit einer Gegenkontur am Innenumfang der Teller des Tellerstapels aufweist, wobei die Eingriffskontur und die Gegenkontur in mehreren in Umfangsrichtung voneinander beabstandeten Verdrehstellungen in Eingriff miteinander bringbar sind und wobei jeder Teller in Tellerumfangsrichtung voneinander beabstandete Abstandshalter aufweist, die je zwei benachbarte Teller unter Ausbildung eines zwischenliegenden Strömungsspalts mit einem vorgebbaren Spaltmaß auf axialem Abstand voneinander halten. Außerdem betrifft die Erfindung einen Zentrifugalabscheider.
Ein Rotor der vorstehend angegebenen Art ist aus dem Dokument DE 10 2015 119 616 A1 bekannt. Die Teller haben hier die Form eines Kegelstumpfmantels und der geneigt verlaufende radial äußere Teil der Teller ist als geschlossene Fläche ausgeführt. Der radial innere, ebene Bereich der Teller ist an seinem Innenumfang mit der Gegenkontur zur Eingriffskontur der zentralen Welle versehen. Radial außen von der Gegenkontur liegen in Umfangsrichtung verteilt mehrere Strömungsdurchbrechungen, durch welche im Betrieb des Rotors ein zu reinigendes Gas axial einströmt und von wo aus dann das Gas in Radialrichtung nach außen in die Strömungsspalte zwischen den einander benachbarten Tellern umgelenkt wird. Zur gegenseitigen Beabstandung der Teller dient hier eine Anordnung von über die jeweils untere Seite des schräg ausgerichteten Bereichs der Teller verlaufenden Abstandshaltestegen.
Das Dokument EP 2 349 578 B1 beschreibt einen Trennteller, der angepasst ist, um in ein Tellerpaket eines Zentrifugenrotors eingeschlossen zu werden. Der Trennteller weist eine sich verjüngende Form aufweist und erstreckt sich um eine Achse der Rotation und entlang einer sich verjüngenden rotierenden symmetrischen Fläche entlang der Achse der Rotation. Weiter weist der Trennteller eine innere Fläche und eine äußere Fläche auf. Der Trennteller ist aus einem Material gefertigt, wobei der Trennteller auf eine Weise konfiguriert ist, dass er einen Zwischenraum zwischen dem Trennteller und einem benachbarten Trennteller im Tellerpaket aufweist und somit erste Vorsprünge umfasst, die sich von der sich verjüngenden rotierenden symmetrischen Fläche nach außen erstrecken, und zweite Vorsprünge umfasst, die sich von der sich verjüngenden rotierenden symmetrischen Fläche nach innen erstrecken. Jeder erste und zweite Vorsprung definiert eine Kontaktzone, die angepasst ist, um einen benachbarten Trennteller im Tellerpaket zu berühren. Dabei sind die Kontaktzonen der ersten Vorsprünge in Bezug auf die Kontaktzonen der zweiten Vorsprünge, gesehen in einer normalen Richtung bezüglich der äußeren Fläche, versetzt. Die ersten und zweiten Vorsprünge sind nacheinander in einer peripheren Richtung des Trenntellers bereitgestellt. Wesentlich ist hier, dass die sich verjüngende Form und die Vorsprünge des Trenntellers durch Pressen eines Rohlings aus dem Material gegen einen Werkzeugteil, der eine Form aufweist, die der sich verjüngenden Form mit den Vorsprüngen des gepressten Trenntellers entspricht, bereitgestellt wurden.
Das Dokument EP 2 334 439 B1 zeigt ein Tellerpaket für einen Zentrifugenrotor eines Zentrifugalabscheiders, das für die Abscheidung von Komponenten in einem zugeführten Medium ausgebildet ist, wobei das Tellerpaket eine Vielzahl von Trenntellern aufweist, die aufeinander im Tellerpaket vorhanden sind. Jeder Trennteller erstreckt sich um eine Rotationsachse und weist eine kegelartige Form mit einer Innenfläche und einer Außenfläche längs der Rotationsachse auf. Dabei ist jeder Trennteller aus mindestens einem Material hergestellt, wobei die Trennteller im Tellerpaket mit einer Vorspannkraft gegeneinander vorgespannt sind. Die Trennteller weisen eine Vielzahl von ersten Trenntellern auf, von denen ein jeder eine Anzahl von Distanzelementen aufweist. Ein jeder Trennteller weist mindestens einen Abschnitt ohne Distanzelemente aufweist. Die ersten Trennteller sind in einer derartigen Weise polar positioniert, dass die Distanzelemente des einen Trenntellers an den Abschnitt eines benachbarten Trenntellers anstoßen. Wesentlich ist hier, dass die Distanzelemente eine Anzahl von Paaren von Distanzelementen aufweisen, wobei die Paare jeweils ein erstes Distanzelement, das sich weg von der Außenfläche erstreckt, und ein zweites Distanzelement, das sich weg von der Innenfläche erstreckt, aufweisen, wobei das erste und zweite Distanzelement in Beziehung zueinander versetzt sind, gesehen in einer normalen Richtung mit Bezugnahme auf die Außenfläche, und nacheinander in einer peripheren Richtung des ersten Trenntellers bereitgestellt werden, dass die Vorspannkraft eine Widerlagerkraft zwischen den Distanzelementen und dem benachbarten Trennteller und eine elastische Verformung des Abschnittes von mindestens den Trenntellern bewirkt, und dass diese elastische Verformung während der Drehung des Tellerpaketes eine Erhöhung der Widerlagerkraft zwischen den Distanzelementen und dem benachbarten Trennteller sichert.
Als nachteilig wird bei allen vorstehend beschriebenen bekannten Rotoren und Tellern dafür angesehen, dass der axiale Abstand zwischen einander benachbarten Tellern im Tellerstapel auf einen einzigen Wert festgelegt ist, welcher durch die Höhe der Abstandshaltestege oder der ersten und zweiten Vorsprünge oder der Distanzelemente an den Tellern vorgegeben ist. Wenn ein anderer axialer Abstand zwischen einander benachbarten Tellern im Tellerstapel gewünscht ist oder benötigt wird, ist die Fertigung von neuen Tellern mit Abstandshaltestegen oder ersten und zweiten Vorsprüngen oder Distanzelementen einer anderen, kleineren oder größeren axialen Höhe erforderlich. Eine solche Fertigung ist aber bezüglich der nötigen Werkzeuginvestitionen und der Teiledifferenzierung bei der Montage der Tellerstapel ungünstig und insbesondere unwirtschaftlich.
Für die vorliegende Erfindung stellt sich daher die Aufgabe, einen Rotor der eingangs genannten Art zu schaffen, der die aufgeführten Nachteile vermeidet und bei dem es auf technisch einfache und wirtschaftlich günstige Art und Weise möglich ist, unterschiedliche Abstände zwischen den Tellern im Tellerstapel zu realisieren. Außerdem soll ein entsprechender Zentrifugalabscheider geschaffen werden.
Die Lösung des ersten, den Rotor betreffenden Teils der Aufgabe gelingt erfindungsgemäß mit einem Rotor der eingangs genannten Art, der dadurch gekennzeichnet ist, dass die Abstandshalter der Teller so ausgebildet und angeordnet sind, dass mit unterschiedlichen Verdrehstellungen einander benachbarter Teller relativ zueinander im Tellerstapel wenigstens zwei unterschiedliche axiale Abstände mit unterschiedlichen Spaltmaßen des Strömungsspalts zwischen den benachbarten Tellern einstellbar sind.
Mit der Erfindung wird vorteilhaft das Erstellen von Tellerstapeln aus untereinander identischen Tellern mit dennoch wenigstens zwei unterschiedlichen Tellerabständen im Tellerstapel ermöglicht, wobei der jeweilige Tellerabstand dabei nur von der relativen Verdrehstellung der einander benachbarten Teller abhängt. Da nur eine Ausführung von Tellern benötigt wird, werden die Werkzeugkosten vorteilhaft niedrig gehalten, was eine gute Wirtschaftlichkeit bei der Fertigung von Tellerstapeln und Rotoren für Zentrifugalabscheider ergibt.
Eine erste Ausgestaltung des Rotors sieht vor, dass die in Umfangsrichtung voneinander beabstandeten Verdrehstellungen, in denen die Eingriffskontur und die Gegenkontur in Eingriff miteinander bringbar sind, in einem gleichmäßigen Winkelraster mit einem Rasterwinkelabstand voneinander beabstandet sind, wobei der Rasterwinkelabstand einem ganzzahligen Bruchteil von 360° entspricht. Jedes um den Rasterwinkelabstand in Umfangsrichtung relativ zu einem unmittelbar benachbarten Teller versetzte Anordnen eines Tellers ergibt dann eine Änderung des axialen Abstandes der beiden Teller.
Alternativ dazu sieht eine andere Ausgestaltung des Rotors vor, dass die in Umfangsrichtung voneinander beabstandeten Verdrehstellungen, in denen die Eingriffskontur und die Gegenkontur in Eingriff miteinander bringbar sind, in zwei einander überlagerten, in Umfangsrichtung gegeneinander um einen Versatzwinkel versetzten Winkelrastern liegen, wobei die beiden Winkelraster jeweils einen gleichmäßigen übereinstimmenden Rasterwinkelabstand aufweisen, wobei der Rasterwinkelabstand einem ganzzahligen Bruchteil von 360° entspricht und wobei der Versatzwinkel kleiner als die Hälfte des Rasterwinkelabstands ist. In dieser Ausgestaltung des Rotors besteht die zusätzliche Möglichkeit, auch schon mit einem winkelmäßig kleineren Versatz um den vorgenannten Versatzwinkel zwischen zwei einander unmittelbar benachbarten Tellern deren axialen Abstand zu verändern.
Eine weitere Ausgestaltung des Rotors sieht vor, dass jeder Teller erste und zweite Abstandshalter aufweist und dass sich die ersten und zweiten Abstandshalter durch ihre Höhe und/oder durch ihre radiale Position auf dem Teller unterscheiden. Diese Abstandshalter sind einfach herstellbar und der axiale Tellerabstand lässt sich einfach dadurch verändern, dass ein um den Rasterwinkelabstand oder um den Versatzwinkel relativ zueinander verdrehtes Aufsetzen zweier einander unmittelbar benachbarter Teller auf die zentrale Welle erfolgt.
Weiter ist dabei bevorzugt vorgesehen, dass die ersten und zweiten Abstandshalter durch zwei verschiedene in die Teller eingeformte oder eingeprägte, jeweils auf der einen Tellerseite eine Erhöhung und auf der anderen Tellerseite eine Eintiefung ausbildende Höcker oder Sicken gebildet sind. Solche Abstandshalter lassen sich vorteilhaft beispielsweise durch einfaches Drücken oder Prägen erzeugen.
Dabei ist es weiter möglich, dass die in Umfangsrichtung des Tellers voneinander beabstandeten Abstandhalter jeweils als Einzelhöcker oder als radial verlaufende Reihe aus jeweils mehreren Höckern ausgebildet sind.
Bevorzugt ist weiter vorgesehen, dass die ersten und zweiten Abstandshalter jedes Tellers zueinander in Umfangsrichtung einen Winkelabstand aufweisen, dass die ersten Abstandhalter jedes Tellers zueinander in Umfangsrichtung einen doppelt so großen Winkelabstand aufweisen, dass die zweiten Abstandhalter jedes Tellers zueinander in Umfangsrichtung ebenfalls den doppelt so großen Winkelabstand aufweisen und dass der Winkelabstand dem Rasterwinkelabstand entspricht.
Eine weitere Ausgestaltung des Rotors sieht vor, dass jeder Teller erste und zweite Abstandshalter aufweist und dass die ersten und zweiten Abstandshalter durch an den Tellern angebrachte oder angeformte, Erhöhungen ausbildende Stege oder Noppen gebildet sind.
In diesbezüglicher weiterer Ausgestaltung wird vorgeschlagen, dass die die ersten Abstandshalter bildenden Stege oder Noppen oberseitig an dem Teller angeordnet sind, dass die die zweiten Abstandshalter bildenden Stege oder Noppen unterseitig an dem Teller angeordnet sind und dass die die ersten Abstandshalter bildenden Stege oder Noppen relativ zu den die zweiten Abstandshalter bildenden Stegen oder Noppen in Umfangsrichtung des Tellers versetzt sind. Der axiale Tellerabstand lässt sich auch hier einfach dadurch verändern, dass ein um den Rasterwinkelabstand verdrehtes Aufsetzen zweier einander unmittelbar benachbarter Teller auf die zentrale Welle erfolgt, wobei oberseitige und unterseitige Abstandshalter zweier einander unmittelbar benachbarter Teller entweder aufeinandertreffen und einen größeren axialen Tellerabstand bewirken oder nicht aufeinandertreffen und einen kleineren axialen Tellerabstand bewirken.
Bevorzugt ist dabei weiter vorgesehen, dass die ersten und zweiten Abstandshalter jedes Tellers zueinander in Umfangsrichtung einen Winkelabstand aufweisen, dass die ersten Abstandhalter jedes Tellers zueinander in Umfangsrichtung einen doppelt so großen Winkelabstand aufweisen, dass die zweiten Abstandhalter jedes Tellers zueinander in Umfangsrichtung ebenfalls den doppelt so großen Winkelabstand aufweisen und dass der Winkelabstand dem Rasterwinkelabstand entspricht.
Eine dazu alternative Rotorausgestaltung sieht vor, dass die die ersten Abstandshalter bildenden Stege oder Noppen oberseitig an dem Teller angeordnet sind, dass die die zweiten Abstandshalter bildenden Stege oder Noppen unterseitig an dem Teller angeordnet sind, dass die die ersten Abstandshalter bildenden Stege oder Noppen zu den die zweiten Abstandshalter bildenden Stegen oder Noppen deckungsgleich angeordnet sind und dass der Winkelabstand der in Umfangsrichtung der Teller voneinander beabstandeten Abstandshalter dem doppelten Rasterwinkelabstand entspricht. Auch bei dieser Rotorausführung lässt sich der axiale Tellerabstand einfach dadurch verändern, dass ein um den Rasterwinkelabstand oder den Versatzwinkel verdrehtes Aufsetzen zweier einander unmittelbar benachbarter Teller auf die zentrale Welle erfolgt.
Um die Fertigung der Teller einfach zu halten, ist bevorzugt vorgesehen, dass die die ersten Abstandshalter bildenden, oberseitig an dem Teller angeordneten Stege oder Noppen und die die zweiten Abstandshalter bildenden, unterseitig an dem Teller angeordneten Stege oder Noppen untereinander identisch sind.
Mit der Erfindung sind unterschiedliche Rotoren einfach herstellbar. Dabei ist es einerseits möglich, dass innerhalb des Tellerstapels einer ersten Rotorausführung alle Teller einen ersten, kleineren axialen Abstand voneinander mit einem kleineren Spaltmaß aufweisen und dass innerhalb des Tellerstapels einer zweiten Rotorausführung mit zu der ersten Rotorausführung identischen Tellern alle Teller einen zweiten, größeren axialen Abstand voneinander mit einem größeren Spaltmaß aufweisen.
Alternativ dazu besteht die Möglichkeit, dass die Teller innerhalb des Tellerstapels des Rotors unterschiedliche axiale Abstände aufweisen, insbesondere in einem zuströmungsnahen Bereich des Rotors einen kleineren axialen Abstand voneinander mit einem kleineren Spaltmaß und in einem zuströmungsfernen Bereich des Rotors einen größeren axialen Abstand voneinander mit einem größeren Spaltmaß aufweisen. Hiermit kann insbesondere eine gleichmäßigere Aufteilung eines Volumenstroms eines im Rotor zu behandelnden fluiden Mediums auf die Vielzahl der Strömungsspalte erreicht werden.
Um die Fertigung der einzelnen Teller und des Tellerstapels sowie der zentralen Welle des Rotors hinsichtlich deren Eingriffs- und Gegenkonturen praktikabel zu halten, wird vorgeschlagen, dass die Eingriffskontur und die Gegenkontur in zwei bis sechzehn, vorzugsweise sechs bis zwölf, in Umfangsrichtung der zentralen Welle und der Teller voneinander beabstandeten Verdrehstellungen in Eingriff miteinander bringbar sind.
Bei Bedarf kann die Zahl der Verdrehstellungen, in denen die zentrale Welle und die Teller in Eingriff miteinander bringbar sind, auch größer als die vorgenannten Zahlen sein, wobei dann der Rasterwinkelabstand entsprechend kleiner wird. Dies kann beispielsweise dann zweckmäßig sein, wenn mehr als zwei unterschiedliche axiale Tellerabstände einstellbar sein sollen.
Die Teller des Rotors sind bevorzugt Drückstanzteile aus Metallblech oder Spritzgussteile aus Kunststoff. Beide genannten Arten von Tellern sind vergleichsweise einfach und kostengünstig herstellbar und mit den nötigen Abstandshaltern versehbar, wobei beides vorzugsweise in einem Arbeitsgang erfolgt.
Unabhängig von der Ausführung der Abstandshalter wird vorgeschlagen, dass die Eingriffskontur am Außenumfang der Welle durch eine Anzahl von n in Längsrichtung der Welle verlaufenden, nach radial außen vorragenden Zähnen gebildet ist und dass die Gegenkontur am Innenumfang der Teller durch eine Anzahl von n oder 2 x n zu den Zähnen passenden, radial nach außen hin weisenden Ausnehmungen gebildet ist.
Dabei beträgt vorzugsweise die Anzahl n zwischen 2 und 8, vorzugsweise 3 bis 6, um die Fertigung der Eingriffs- und Gegenkonturen nicht zu kompliziert werden zu lassen. Die Anzahl n richtet sich auch nach den im Betrieb des Rotors aufzunehmenden, in Umfangsrichtung des Rotors zwischen den Tellern und der zentralen Welle wirkenden Kräften.
Die Lösung des zweiten, den Zentrifugalabscheider betreffenden Teils der Aufgabe gelingt erfindungsgemäß mit einem Zentrifugalabscheider, der dadurch gekennzeichnet ist, dass er einen Rotor nach einem der Ansprüche 1 bis 18 aufweist. Bei einem solchen Zentrifugalabscheider werden die vorstehend schon im Zusammenhang mit dem Rotor erläuterten Vorteile erreicht.
In einer bevorzugten Verwendung ist der erfindungsgemäße Zentrifugalabscheider ein Ölnebelabscheider für das Kurbelgehäuseentlüftungsgas einer Brennkraftmaschine und kann dabei vorteilhaft zum wirksamen Abscheiden von Ölnebel und Öltröpfchen aus dem Kurbelgehäuseentlüftungsgas der Brennkraftmaschine dienen. In einem Rotor eines solchen Zentrifugalabscheiders haben die Teller einen sehr geringen Abstand zueinander, in der Praxis beispielsweise zwischen etwa 0,3 und 0,5 mm. Für diese Anwendung können dann die Teller beispielsweise so ausgeführt sein, dass sie in einer ersten relativen Verdrehstellung zueinander zwischen sich einen ersten Abstand von 0,3 mm und in einer zweiten relativen Verdrehstellung zueinander zwischen sich einen zweiten Abstand von 0,5 mm ausbilden. Die Teller und deren Abstandshalter können auch so ausgeführt sein, dass sie in einer dritten relativen Verdrehstellung zueinander zwischen sich einen dritten Abstand, z.B. von 0,4 mm, ausbilden. Auf diese Weise lassen sich bei der Rotorfertigung bedarfsgerechte, unterschiedliche Spaltmaße zwischen den untereinander identischen Tellern des Rotors einfach einstellen.
Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand einer Zeichnung erläutert. Die Figuren der Zeichnung zeigen:

1 einen Rotor eines Zentrifugalabscheiders in einer ersten Ausführung, in Ansicht schräg von oben,
2 den Rotor aus 1 in Draufsicht,
3 den Rotor aus 2 im Längsschnitt entlang der Schnittlinie III - III in 2,
4 den Rotor in einer zweiten Ausführung, in Ansicht schräg von oben,
5 den Rotor aus 4 in Draufsicht,
6 den Rotor aus 5 im Längsschnitt entlang der Schnittlinie VI - VI in 5,
7 das in 6 eingerahmte Detail VII in vergrößerter Darstellung,
8 den Rotor in einer dritten Ausführung, in Ansicht schräg von oben,
9 den Rotor aus 8 in Draufsicht,
10 den Rotor aus 9 im Längsschnitt entlang der Schnittlinie X - X in 9,
11 das in 10 eingerahmte Detail XI in vergrößerter Darstellung,
12 den Rotor in einer vierten Ausführung, in Ansicht schräg von oben,
13 den Rotor aus 12 in Draufsicht,
14 den Rotor aus 13 im Längsschnitt entlang der Schnittlinie XIV - XIV in 13,
15 das in 14 eingerahmte Detail XV in vergrößerter Darstellung,
16 einen einzelnen Teller eines Rotors, in einer weiteren Ausführung, in Draufsicht,
17 einen aus Tellern gemäß 16 erstellten Rotor, in Draufsicht,
18 den Rotor aus 17 in Schnitt gemäß der Schnittlinie XVIII - XVIII in 17,
19 das in 18 eingerahmte Detail XIX in vergrößerter Darstellung,
20 das in 18 eingerahmte Detail XX in vergrößerter Darstellung,
21 einen oberen Abschnitt einer ersten zentralen Welle als Teil des Rotors nach 17, in Seitenansicht,
22 die Welle aus 21 im Querschnitt gemäß der Schnittlinie XXII - XXII in 21,
23 einen oberen Abschnitt einer zweiten, geänderten zentralen Welle als Teil eines Rotors, in Seitenansicht, und
24 die Welle aus 23 im Querschnitt gemäß der Schnittlinie XXIV - XXIV in 23.

In der folgenden Figurenbeschreibung sind gleiche Teile in den verschiedenen Zeichnungsfiguren stets mit den gleichen Bezugszeichen versehen, sodass nicht zu jeder Zeichnungsfigur alle Bezugszeichen erneut erläutert werden müssen.
Die 1 bis 3 der Zeichnung zeigt einen Rotor 1 eines hier im Übrigen nicht dargestellten Zentrifugalabscheiders, in einer ersten Ausführung. Der Rotor 1 weist eine zentrale Welle 2 auf, auf der ein Tellerstapel 3 aus mehreren identischen Tellern 30 angeordnet ist. Die Teller 30 haben dabei jeweils die an sich bekannte Form eines Kegelstumpfmantels und können aus Metallblech oder Kunststoff bestehen. Aus Übersichtlichkeitsgründen sind in 1 nur einige wenige Teller 30 gezeichnet; in der Praxis weist ein Tellerstapel 3 bis zu 100 oder mehr Teller 30 auf.
Die Welle 2 weist an ihrem Außenumfang eine Eingriffskontur 21 für einen verdrehfesten, axial verschieblichen Eingriff mit einer Gegenkontur 31 am Innenumfang der Teller 30 des Tellerstapels 3 auf, wobei die Eingriffskontur 21 hier die Form eines sechszackigen Sterns hat. Dabei sind die Eingriffskontur 21 und die Gegenkontur 31 in mehreren in Umfangsrichtung voneinander in einem Rasterwinkelabstand α, hier von 60°, beabstandeten relativen Verdrehstellungen in Eingriff miteinander bringbar.
Radial außen von der Gegenkontur 31 liegen in Umfangsrichtung verteilt mehrere Strömungsöffnungen 32 in den Tellern 30, durch welche im Betrieb des Rotors 1 ein zu reinigendes fluides Medium, wie Kurbelgehäuseentlüftungsgas einer Brennkraftmaschine, axial einströmt und von wo aus dann das fluide Medium in Radialrichtung nach außen in Strömungsspalte 34 zwischen den einander benachbarten Tellern 30 strömt. Eine umgekehrte Strömungsrichtung des fluiden Mediums im Betrieb des Rotors 1 ist auch möglich.
Der Abscheidemechanismus von Rotoren 1 der hier diskutierten Art in Zentrifugalabscheidern ist bekannt und muss daher hier nicht weiter erläutert werden.
Die Teller 30 weisen Abstandshalter 4, 5 auf, die im Tellerstapel 3 je zwei benachbarte Teller 30 unter Ausbildung des zwischenliegenden Strömungsspalts 34 mit einem vorgebbaren Spaltmaß auf Abstand voneinander halten.
Die Besonderheit der Teller 30 des Tellerstapels 3 ist, dass jeder Teller 30 zwei derart unterschiedliche, in Umfangsrichtung der Teller 30 voneinander beabstandete erste und zweite Abstandshalter 4, 5 aufweist, dass mit unterschiedlichen Verdrehstellungen benachbarter Teller 30 relativ zueinander im Tellerstapel 3 zwei unterschiedliche Abstände mit unterschiedlichen Spaltmaßen h₁ , h₂ des Strömungsspalts 34 zwischen den benachbarten Tellern 30 herstellbar sind, wie insbesondere in 3 sichtbar ist.
Die zwei verschiedenen ersten und zweiten Abstandshalter 4, 5 sind hier durch zwei verschiedene in die Teller 30 eingeformte oder eingeprägte, jeweils auf der einen Tellerseite, hier der Unterseite, eine Erhöhung und auf der anderen Tellerseite, hier der Oberseite, eine Eintiefung ausbildende, paarweise in Radialrichtung hintereinander angeordnete Höcker gebildet.
In Umfangsrichtung der Teller 30 gesehen sind hierbei die ersten Abstandshalter 4 und die zweiten Abstandshalter 5 mit einem Winkelabstand β von 60° voneinander beabstandet. Dieser Winkelabstand β ist damit mit dem Rasterwinkelabstand α der Eingriffs- und Gegenkonturen 21, 31 identisch.
Die die ersten und zweiten Abstandshalter 4, 5 bildenden Höcker unterscheiden sich hier sowohl durch ihre Höhe als auch durch ihre radiale Position auf dem Teller 30. Die die ersten Abstandshalter 4 bildenden Höcker haben eine größere axiale Tiefe und liegen in Radialrichtung gesehen etwas weiter außen. Die die zweiten Abstandshalter 5 bildenden Höcker haben eine kleinere axiale Tiefe und liegen in Radialrichtung gesehen etwas weiter innen als die die ersten Abstandshalter 4 bildenden Höcker.
Wenn, wie in 3 die beiden oberen unmittelbar benachbarten Teller 30, diese in einer relativen Verdrehstellung im Tellerstapel 3 angeordnet sind, in der die ersten Abstandshalter 4 des einen, unteren Tellers 30 deckungsgleich mit den zweiten Abstandshaltern 5 des anderen, oberen Tellers 30 liegen, dann haben die beiden benachbarten Teller 30 einen kleineren Abstand mit einem Spaltmaß h₁ des zwischenliegenden Strömungsspalts 34.
Wenn, wie in 3 die beiden unteren unmittelbar benachbarten Teller 30, diese in einer relativen Verdrehstellung im Tellerstapel 3 angeordnet sind, in der die ersten Abstandshalter 4 des einen Tellers 30 deckungsgleich mit den ersten Abstandshaltern 4 des anderen Tellers 30 liegen, dann haben die beiden benachbarten Teller 30 einen größeren Abstand mit einem Spaltmaß h₂ des zwischenliegenden Strömungsspalts 34.
Zum Verändern des Spaltmaßes h zwischen zwei einander benachbarten Tellern 30 genügt ein um den Abstandshalterwinkelabstand β verdrehtes Aufsetzen des einen Tellers 30, wobei hier der Abstandshalterwinkelabstand β mit dem Rasterwinkelabstand α identisch ist.
In der 3 sind die Abstände der Teller 30 voneinander aus Gründen der Erkennbarkeit übertrieben groß dargestellt. In der Realität beträgt das Spaltmaß h zwischen zwei einander benachbarten Tellern 30 oft nur einige zehntel Millimeter.
Die identischen Teller 30 innerhalb des Tellerstapels 3 des Rotors 1 können also unterschiedliche Abstände voneinander mit unterschiedlichen Spaltmaßen h₁ , h₂ der Strömungsspalte 34 aufweisen. Dies kann beispielsweise vorteilhaft dazu genutzt werden, in einem zuströmungsnahen Bereich des Rotors 1 die Teller 30 mit einem kleineren axialen Abstand voneinander mit einem kleineren Spaltmaß h₁ und in einem zuströmungsfernen Bereich des Rotors 1 die Teller 30 mit einem größeren axialen Abstand voneinander mit einem größeren Spaltmaß h₂ anzuordnen, um die Durchströmung des Tellerstapels 3 zu vergleichmäßigen.
Es besteht auch die Möglichkeit, dass innerhalb des Tellerstapels 3 einer ersten Rotorausführung alle Teller 30 einen ersten, kleineren axialen Abstand voneinander mit einem kleineren Spaltmaß h₁ aufweisen und dass innerhalb des Tellerstapels 3 einer zweiten Rotorausführung mit zu der ersten Rotorausführung identischen Tellern 30 alle Teller 30 einen zweiten, größeren axialen Abstand voneinander mit einem größeren Spaltmaß h₂ aufweisen.
Die 4 bis 7 zeigen den Rotor 1 in einer zweiten Ausführung. Unterschiedlich zur ersten Ausführung des Rotors 1 ist, dass die die ersten und zweiten Abstandshalter 4, 5 bildenden Höcker kleiner und in Form von radial verlaufenden Höckerreihen mit je vier Höckern ausgeführt sind. Auf diese Weise werden mehr Berührungspunkte zwischen den jeweils einander benachbarten Tellern 30 im Tellerstapel 3 gebildet, was dessen Formstabilität im Betrieb mit hohen Drehzahlen zugutekommt.
Die die ersten und zweiten Abstandshalter 4, 5 bildenden Höcker unterscheiden sich auch hier sowohl durch ihre Höhe als auch durch ihre radiale Position auf dem Teller 30. Die die ersten Abstandshalter 4 bildenden Höcker haben eine größere axiale Tiefe und liegen in Radialrichtung gesehen etwas weiter außen. Die die zweiten Abstandshalter 5 bildenden Höcker haben eine kleinere axiale Tiefe und liegen in Radialrichtung gesehen etwas weiter innen.
In Umfangsrichtung der Teller 30 gesehen liegt auch hier zwischen den ersten Abstandshaltern 4 und den zweiten Abstandshaltern 5 ein Winkelabstand β von 60°. Dieser Winkelabstand β ist damit mit dem Rasterwinkelabstand α der Eingriffs- und Gegenkonturen 21, 31 identisch.
Wenn, wie in 7 die beiden unteren unmittelbar benachbarten Teller 30, diese in einer relativen Verdrehstellung im Tellerstapel 3 angeordnet sind, in der die ersten Abstandshalter 4 des einen Tellers 30 deckungsgleich mit den ersten Abstandshaltern 4 des anderen Tellers 30 liegen, dann haben die beiden benachbarten Teller 30 einen kleineren Abstand mit einem Spaltmaß h₁ des zwischenliegenden Strömungsspalts 34.
Wenn hier, wie in 7 die beiden oberen unmittelbar benachbarten Teller 30, diese in einer relativen Verdrehstellung im Tellerstapel 3 angeordnet sind, in der die ersten Abstandshalter 4 des einen, hier unteren Tellers 30 deckungsgleich mit den zweiten Abstandshaltern 5 des anderen, hier oberen Tellers 30 liegen, dann haben die beiden benachbarten Teller 30 einen größeren Abstand mit einem Spaltmaß h₂ des zwischenliegenden Strömungsspalts 34.
In seinen weiteren Merkmalen und Eigenschaften stimmt der Rotor 1 nach den 4 bis 7 mit dem Ausführungsbeispiel nach den 1 bis 3 überein, auf deren Beschreibung daher verwiesen wird.
Die 8 bis 11 zeigen den Rotor 1 in einer dritten Ausführung. Unterschiedlich zu den zuvor beschriebenen Ausführungen des Rotors 1 ist, dass nun die ersten und zweiten Abstandshalter 4, 5 durch an den Tellern 30 angebrachte oder angeformte, Erhöhungen ausbildende Stege gebildet sind. Die durch die Stege gebildeten Abstandshalter 4, 5 verlaufen hier gradlinig in Radialrichtung. Alternativ können die Abstandshalter 4, 5 auch gebogen verlaufen.
Die die ersten Abstandshalter 4 bildenden Stege, hier drei Stück, sind oberseitig an dem Teller 30 angeordnet und die die zweiten Abstandshalter 5 bildenden Stege, ebenfalls drei Stück, sind unterseitig an dem Teller 30 angeordnet. Außerdem sind hier die die ersten Abstandshalter 4 bildenden Stege relativ zu den die zweiten Abstandshalter 5 bildenden Stegen oder Noppen in Umfangsrichtung des Tellers 30 versetzt. Der Winkelabstand β der drei die ersten Abstandshalter 4 bildenden Stege zueinander beträgt hier jeweils 120°. Der Winkelabstand β der drei die zweiten Abstandshalter 5 bildenden Stege beträgt hier ebenfalls 120°. Der Winkelabstand zwischen jeweils einem ersten Abstandshalter 4 und einem zweiten Abstandshalter 5 innerhalb des Tellers 30 beträgt 60°. Dieser Winkel von 60° entspricht dem Rasterwinkelabstand α der verschiedenen relativen Verdrehpositionen des Tellers 30 zur zentralen Welle 10, in denen die beiden mittels der Eingriffskontur 21 und der Gegenkontur 31 in Eingriff miteinander bringbar sind.
Wenn, wie in 10 und vergrößert dargestellt in 11 die beiden obersten unmittelbar benachbarten Teller 30, diese in einer relativen Verdrehstellung im Tellerstapel 3 angeordnet sind, in der die zweiten Abstandshalter 5 des einen, oberen Tellers 30 deckungsgleich mit den zweiten Abstandshaltern 5 des anderen, unteren Tellers 30 liegen, dann haben diese beiden benachbarten Teller 30 einen kleineren Abstand mit einem Spaltmaß h₁ des zwischenliegenden Strömungsspalts 34. Dabei entspricht das Spaltmaß h₁ der Höhe der einzelnen durch die hier untereinander identischen Stege gebildeten Abstandshalter 4, 5.
Wenn, wie in 10 und vergrößert dargestellt in 11, der von oben gesehen zweite und dritte Teller 30 in einer relativen Verdrehstellung im Tellerstapel 3 angeordnet sind, in der die ersten Abstandshalter 4 des einen, hier unteren Tellers 30 deckungsgleich mit den zweiten Abstandshaltern 5 des anderen, hier oberen Tellers 30 liegen, dann haben die beiden benachbarten Teller 30 einen größeren Abstand mit einem Spaltmaß h₂ des zwischenliegenden Strömungsspalts 34. Dabei entspricht das Spaltmaß h₂ hier der addierten Höhe der aufeinanderliegenden, durch die Stege gebildeten Abstandshalter 4 und 5.
In seinen weiteren Merkmalen und Eigenschaften stimmt der Rotor 1 nach den 8 bis 11 mit dem Ausführungsbeispiel nach den 1 bis 3 überein, auf deren Beschreibung daher verwiesen wird.
Die 12 bis 15 zeigen den Rotor 1 in einer vierten Ausführung. Übereinstimmend mit dem zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel des Rotors 1 nach 8 bis 11 sind auch hier die ersten und zweiten Abstandshalter 4, 5 durch an den Tellern 30 angebrachte oder angeformte, Erhöhungen ausbildende Stege gebildet.
Die die ersten Abstandshalter 4 bildenden Stege, hier drei Stück, sind oberseitig an dem Teller 30 angeordnet und die die zweiten Abstandshalter 5 bildenden Stege, ebenfalls drei Stück, sind unterseitig an dem Teller 30 angeordnet. Anders als bei dem zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel des Rotors 1 nach 8 bis 11 sind hier die die ersten Abstandshalter 4 bildenden oberseitigen Stege deckungsgleich mit den die zweiten Abstandshalter 5 bildenden unterseitigen Stegen angeordnet. Der Winkelabstand β der drei die ersten Abstandshalter 4 bildenden Stege zueinander beträgt hier jeweils 120°. Der Winkelabstand β der drei die zweiten Abstandshalter 5 bildenden Stege beträgt hier ebenfalls jeweils 120°. Der Winkelabstand β zwischen je zwei Abstandshaltern 4, 5 entspricht hier also dem doppelten Rasterwinkelabstand α der verschiedenen relativen Verdrehpositionen des Tellers 30 zur zentralen Welle 10, in denen die beiden mittels der Eingriffskontur 21 und der Gegenkontur 31 in Eingriff miteinander bringbar sind.
Wenn, wie in 14 und vergrößert in 15 am Beispiel des zweiten und dritten Tellers 30 von oben dargestellt, die beiden Teller 30 in einer relativen Verdrehstellung zueinander im Tellerstapel 3 angeordnet sind, in der die ersten Abstandshalter 4 des einen, oberen Tellers 30 nicht deckungsgleich mit den zweiten Abstandshaltern 5 des anderen, unteren Tellers 30 liegen, sondern relativ zueinander um den Rasterwinkelabstand α = 60° zueinander verdreht sind, dann haben diese beiden benachbarten Teller 30 einen kleineren axialen Abstand mit einem Spaltmaß h₁ des zwischenliegenden Strömungsspalts 34. Dabei entspricht das Spaltmaß h₁ der Höhe der einzelnen durch die hier untereinander identischen Stege gebildeten Abstandshalter 4, 5.
Wenn, wie in 10 und vergrößert in 11 am Beispiel des dritten und vierten Tellers 30 von oben dargestellt, die beiden Teller 30 in einer relativen Verdrehstellung zueinander im Tellerstapel 3 angeordnet sind, in der die ersten Abstandshalter 4 des einen, hier unteren Tellers 30 deckungsgleich mit den zweiten Abstandshaltern 5 des anderen, hier oberen Tellers 30 liegen, dann haben die beiden benachbarten Teller 30 einen größeren axialen Abstand mit einem Spaltmaß h₂ des zwischenliegenden Strömungsspalts 34. Dabei entspricht das Spaltmaß h₂ hier der addierten Höhe der aufeinanderliegenden, durch die Stege gebildeten Abstandshalter 4 und 5.
In seinen weiteren Merkmalen und Eigenschaften stimmt der Rotor 1 nach den 12 bis 15 mit dem Ausführungsbeispiel nach den 8 bis 11 überein, auf deren Beschreibung daher verwiesen wird.
Die 16 bis 20 zeigen Teller 30 und den Rotor 1 in einer weiteren Ausführung. Übereinstimmend mit dem zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel des Rotors 1 nach 12 bis 15 sind auch hier die ersten und zweiten Abstandshalter 4, 5 durch an den Tellern 30 angebrachte oder angeformte, Erhöhungen ausbildende Stege gebildet.
Die die ersten Abstandshalter 4 bildenden Stege, hier drei Stück, sind oberseitig an dem Teller 30 angeordnet und die die zweiten Abstandshalter 5 bildenden Stege, ebenfalls drei Stück, sind unterseitig an dem Teller 30 angeordnet. Auch hier sind die die ersten Abstandshalter 4 bildenden oberseitigen Stege deckungsgleich mit den die zweiten Abstandshalter 5 bildenden unterseitigen Stegen angeordnet. Der Winkelabstand β der drei die ersten Abstandshalter 4 bildenden Stege zueinander beträgt hier jeweils 120°. Der Winkelabstand β der drei die zweiten Abstandshalter 5 bildenden Stege ist gleich groß und beträgt hier ebenfalls jeweils 120°.
Unterschiedlich zu den zuvor beschriebenen Ausführungsbeispielen ist bei dem Beispiel nach den 16 bis 24, dass am Innenumfang der Teller 30 die Gegenkontur 31 geändert ist. Hier sind für die Gegenkontur 31 zwei einander überlagerte, in Umfangsrichtung gegeneinander um einen Versatzwinkel δ versetzten Winkelraster vorgesehen. Dabei weisen die beiden Winkelraster jeweils einen gleichmäßigen übereinstimmenden Rasterwinkelabstand α auf, hier 60°. Der Rasterwinkelabstand α kann auch einen anderen Wert aufweisen; er entspricht aber immer einem ganzzahligen Bruchteil von 360°. Der Versatzwinkel δ ist kleiner als die Hälfte des Rasterwinkelabstands α; hier beträgt der Versatzwinkel δ 15°.
Hiermit wird erreicht, dass die in Umfangsrichtung voneinander beabstandeten Verdrehstellungen, in denen die Eingriffskontur 21 und die Gegenkontur 31 in Eingriff miteinander bringbar sind, in zwei einander überlagerten, in Umfangsrichtung gegeneinander um den Versatzwinkel δ versetzten Winkelrastern liegen. Im Vergleich mit den zuvor beschriebenen Ausführungsbeispielen ergibt sich hier also die doppelte Anzahl von relativen Verdrehstellungen zwischen der zentralen Welle 2 und jeweils einem Teller 30, in denen deren Eingriffskontur 21 und Gegenkontur 31 in Eingriff miteinander bringbar sind.
Somit können die Abstandshalter 4, 5 zweier einander im Tellerstapel 3 benachbarter Teller 30 entweder zueinander deckungsgleich positioniert werden, um einen axialen Abstand der beiden Teller 30 mit einem größeren Spaltmaß h₂ zwischen ihnen herzustellen, oder in zwei verschiedenen Abständen voneinander in Umfangsrichtung jeweils in Nicht-Deckung zueinander positioniert werden, um einen axialen Abstand der beiden Teller 30 mit einem kleineren Spaltmaß h₁ zwischen ihnen herzustellen.
Bei Wahl des kleinen Spaltmaßes h₁ liegen die in Umfangsrichtung einander benachbarten Abstandshalter 4, 5 zweier einander im Tellerstapel 3 axial benachbarter Teller 30 nur um den Versatzwinkel δ, im gezeigten Beispiel also um 15°, auseinander. Alternativ können die in Umfangsrichtung benachbarten Abstandshalter 4, 5 zweier einander im Tellerstapel 3 axial benachbarter Teller 30 auch um den Rasterwinkelabstand α, hier 60°, oder um einen Winkel α - δ, also hier 45°, voneinander beabstandet positioniert werden. Es wird hier also eine große Flexibilität bei der Gestaltung des Tellerstapels 3 erzielt.
Wenn, wie in 18 und vergrößert in den 19 und 20 jeweils am Beispiel des zweiten und dritten Tellers 30 von oben dargestellt, die beiden Teller 30 in einer relativen Verdrehstellung zueinander im Tellerstapel 3 angeordnet sind, in der die Abstandshalter 4, 5 der beiden Teller 30 nicht deckungsgleich zueinander liegen, sondern relativ zueinander außer Deckung verdreht sind, dann haben diese beiden benachbarten Teller 30 einen kleineren axialen Abstand mit einem Spaltmaß h₁ des zwischenliegenden Strömungsspalts 34.
Wenn, wie links in 18 und vergrößert in 19 am Beispiel des ersten und zweiten Tellers 30 von oben dargestellt, die beiden Teller 30 in einer relativen Verdrehstellung zueinander im Tellerstapel 3 angeordnet sind, in der die ersten Abstandshalter 4 des einen, hier unteren Tellers 30 deckungsgleich mit den zweiten Abstandshaltern 5 des anderen, hier oberen Tellers 30 liegen, dann haben die beiden benachbarten Teller 30 einen größeren axialen Abstand mit einem Spaltmaß h₂ des zwischenliegenden Strömungsspalts 34.
In den 18 bis 20 sind aus Gründen der Übersichtlichkeit jeweils nur wenige Teller 30 dargestellt; in der Praxis bestehen Tellerstapel 30 aus einer wesentlich größeren, oft dreistelligen, Zahl von Tellern 30.
Die 21 bis 24 schließlich zeigen zwei verschiedene Ausführungen der zentralen Welle 2, jeweils im Längsschnitt und im Querschnitt.
Bei der ersten Ausführung nach den 21 und 22 besitzt die Welle 2 auf ihrem Außenumfang als Eingriffskontur 21 zur verdrehfesten Aufnahme von Tellern 30 sechs parallel zueinander in Wellenlängsrichtung verlaufende, in Umfangsrichtung der Welle 2 gleichmäßig voneinander beabstandete, nach außen weisende Zähne.
Bei diesem ersten Beispiel der Welle 2 beträgt der Abstand der Zähne der Eingriffskontur 21 in Umfangsrichtung der Welle 2 jeweils 60°, entspricht also dem zuvor erläuterten Rasterwinkelabstand α.
Bei der zweiten Ausführung der Welle 2 nach den 23 und 24 besitzt die Welle 2 auf ihrem Außenumfang als Eingriffskontur 21 zur verdrehfesten Aufnahme von Tellern 30 drei parallel zueinander in Wellenlängsrichtung verlaufende, in Umfangsrichtung der Welle 2 gleichmäßig voneinander beabstandete, nach außen weisende Zähne.
Bei diesem zweiten Beispiel der Welle 2 beträgt der Abstand der Zähne der Eingriffskontur 21 in Umfangsrichtung der Welle 2 jeweils 120°, entspricht also dem Zweifachen des zuvor erläuterten Rasterwinkelabstands α.
Auf die Anzahl der möglichen relativen Eingriffsstellungen von zentraler Welle 2 und Tellern 30 hat hier die Anzahl der die Eingriffskontur 21 bildenden Zähne an der Welle 2 keinen Einfluss. Die konkrete Gestaltung von Eingriffskontur 21 und Gegenkontur 31, z. B. die Anzahl und/oder Größe der die Eingriffskontur 21 der Welle 2 bildenden Zähne und der dazu passenden, die Gegenkontur 31 bildenden Ausnehmungen am Innenumfang der Teller, richtet sich insbesondere nach den im Betrieb des Rotors 1 zwischen den Tellern 30 und der Welle 2 auftretenden mechanischen Belastungen.
Mit allen vorstehend beschriebenen Ausführungen der Teller 30 können mit untereinander vollkommen gleichen Tellern 30 und identischen zentralen Wellen 2 Rotoren 1 mit Tellerstapeln 30 gebildet werden, deren Teller 30 unterschiedliche axiale Abstände voneinander aufweisen und die somit unterschiedlich große Spaltmaße h für die Strömungsspalte 34 zur Verfügung stellen.
Bezugszeichenliste

Zeichen	Bezeichnung

1	Rotor
10	Drehachse
2	zentrale Welle
21	Eingriffskontur außen an 2 zu 31
3	Tellerstapel
30	Teller
31	Gegenkontur innen an 30 zu 21
32	Strömungsöffnungen in 30
33	radial äußerer Rand von 30
34	Strömungsspalt
4	erste Abstandshalter
5	zweite Abstandshalter
h, h₁, h₂	Spaltmaße
α	Rasterwinkelabstand von 21, 31
β	Abstandshalterwinkelabstand
δ	Versatzwinkel

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102015119616 A1 [0002]
EP 2349578 B1 [0003]
EP 2334439 B1 [0004]

Claims

Rotor (1) eines Zentrifugalabscheiders, wobei der Rotor (1) eine zentrale Welle (2) aufweist, auf der ein Tellerstapel (3) aus mehreren identischen Tellern (30) angeordnet ist, wobei die Welle (2) an ihrem Außenumfang eine Eingriffskontur (21) für einen verdrehfesten, axial verschieblichen Eingriff mit einer Gegenkontur (31) am Innenumfang der Teller (30) des Tellerstapels (3) aufweist, wobei die Eingriffskontur (21) und die Gegenkontur (31) in mehreren in Umfangsrichtung voneinander beabstandeten Verdrehstellungen in Eingriff miteinander bringbar sind und wobei jeder Teller (30) in Tellerumfangsrichtung voneinander beabstandete Abstandshalter (4, 5) aufweist, die je zwei benachbarte Teller (30) unter Ausbildung eines zwischenliegenden Strömungsspalts (34) mit einem vorgebbaren Spaltmaß (h) auf axialem Abstand voneinander halten, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstandshalter (4, 5) der Teller (30) so ausgebildet und angeordnet sind, dass mit unterschiedlichen Verdrehstellungen einander benachbarter Teller (30) relativ zueinander im Tellerstapel (3) wenigstens zwei unterschiedliche axiale Abstände mit unterschiedlichen Spaltmaßen (h₁, h₂) des Strömungsspalts (34) zwischen den benachbarten Tellern (30) einstellbar sind.
Rotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die in Umfangsrichtung voneinander beabstandeten Verdrehstellungen, in denen die Eingriffskontur (21) und die Gegenkontur (31) in Eingriff miteinander bringbar sind, in einem gleichmäßigen Winkelraster mit einem Rasterwinkelabstand (α) voneinander beabstandet sind, wobei der Rasterwinkelabstand (α) einem ganzzahligen Bruchteil von 360° entspricht.
Rotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die in Umfangsrichtung voneinander beabstandeten Verdrehstellungen, in denen die Eingriffskontur (21) und die Gegenkontur (31) in Eingriff miteinander bringbar sind, in zwei einander überlagerten, in Umfangsrichtung gegeneinander um einen Versatzwinkel (5) versetzten Winkelrastern liegen, wobei die beiden Winkelraster jeweils einen gleichmäßigen übereinstimmenden Rasterwinkelabstand (α) aufweisen, wobei der Rasterwinkelabstand (α) einem ganzzahligen Bruchteil von 360° entspricht und wobei der Versatzwinkel (δ) kleiner als die Hälfte des Rasterwinkelabstands (α) ist.
Rotor nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Teller (30) erste und zweite Abstandshalter (4, 5) aufweist und dass sich die ersten und zweiten Abstandshalter (4, 5) durch ihre Höhe und/oder durch ihre radiale Position auf dem Teller (30) unterscheiden.
Rotor nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten und zweiten Abstandshalter (4, 5) durch zwei verschiedene in die Teller (30) eingeformte oder eingeprägte, jeweils auf der einen Tellerseite eine Erhöhung und auf der anderen Tellerseite eine Eintiefung ausbildende Höcker oder Sicken gebildet sind.
Rotor nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die in Umfangsrichtung des Tellers (30) voneinander beabstandeten Abstandhalter (4, 5) jeweils als Einzelhöcker oder als radial verlaufende Reihe aus jeweils mehreren Höckern ausgebildet sind.
Rotor nach Anspruch 2 und nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten und zweiten Abstandshalter (4, 5) jedes Tellers (30) zueinander in Umfangsrichtung einen Winkelabstand (β) aufweisen, dass die ersten Abstandhalter (4) jedes Tellers (30) zueinander in Umfangsrichtung einen doppelt so großen Winkelabstand (2xβ) aufweisen, dass die zweiten Abstandhalter (5) jedes Tellers (30) zueinander in Umfangsrichtung ebenfalls den doppelt so großen Winkelabstand (2xβ) aufweisen und dass der Winkelabstand (β) dem Rasterwinkelabstand (α) entspricht.
Rotor nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Teller (30) erste und zweite Abstandshalter (4, 5) aufweist und dass die ersten und zweiten Abstandshalter (4, 5) durch an den Tellern (30) angebrachte oder angeformte, Erhöhungen ausbildende Stege oder Noppen gebildet sind.
Rotor nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die die ersten Abstandshalter (4) bildenden Stege oder Noppen oberseitig an dem Teller (30) angeordnet sind, dass die die zweiten Abstandshalter (5) bildenden Stege oder Noppen unterseitig an dem Teller (30) angeordnet sind und dass die die ersten Abstandshalter (4) bildenden Stege oder Noppen relativ zu den die zweiten Abstandshalter (5) bildenden Stegen oder Noppen in Umfangsrichtung des Tellers (30) versetzt sind.
Rotor nach Anspruch 2 und nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten und zweiten Abstandshalter (4, 5) jedes Tellers (30) zueinander in Umfangsrichtung einen Winkelabstand (β) aufweisen, dass die ersten Abstandhalter (4) jedes Tellers (30) zueinander in Umfangsrichtung einen doppelt so großen Winkelabstand (2xβ) aufweisen, dass die zweiten Abstandhalter (5) jedes Tellers (30) zueinander in Umfangsrichtung ebenfalls den doppelt so großen Winkelabstand (2xβ) aufweisen und dass der Winkelabstand (β) dem Rasterwinkelabstand (α) entspricht.
Rotor nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die die ersten Abstandshalter (4) bildenden Stege oder Noppen oberseitig an dem Teller (30) angeordnet sind, dass die die zweiten Abstandshalter (5) bildenden Stege oder Noppen unterseitig an dem Teller (30) angeordnet sind, dass die die ersten Abstandshalter (4) bildenden Stege oder Noppen zu den die zweiten Abstandshalter (5) bildenden Stegen oder Noppen deckungsgleich angeordnet sind und dass der Winkelabstand (β) der in Umfangsrichtung der Teller (30) voneinander beabstandeten Abstandshalter (4, 5) dem doppelten Rasterwinkelabstand (α) entspricht.
Rotor nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die die ersten Abstandshalter (4) bildenden, oberseitig an dem Teller (30) angeordneten Stege oder Noppen und die die zweiten Abstandshalter (5) bildenden, unterseitig an dem Teller (30) angeordneten Stege oder Noppen untereinander identisch sind.
Rotor nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb des Tellerstapels (3) einer ersten Rotorausführung alle Teller (30) einen ersten, kleineren axialen Abstand voneinander mit einem kleineren Spaltmaß (h₁) aufweisen und dass innerhalb des Tellerstapels (3) einer zweiten Rotorausführung mit zu der ersten Rotorausführung identischen Tellern (30) alle Teller (30) einen zweiten, größeren axialen Abstand voneinander mit einem größeren Spaltmaß (h₂) aufweisen.
Rotor nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Teller (30) innerhalb des Tellerstapels (3) des Rotors (1) unterschiedliche axiale Abstände aufweisen, insbesondere in einem zuströmungsnahen Bereich des Rotors (1) einen kleineren axialen Abstand voneinander mit einem kleineren Spaltmaß (h₁) und in einem zuströmungsfernen Bereich des Rotors (1) einen größeren axialen Abstand voneinander mit einem größeren Spaltmaß (h₂) aufweisen.
Rotor nach einem der Ansprüche 2 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Eingriffskontur (21) und die Gegenkontur (31) in zwei bis sechzehn, vorzugsweise sechs bis zwölf, in Umfangsrichtung der zentralen Welle (2) und der Teller (30) voneinander beabstandeten Verdrehstellungen in Eingriff miteinander bringbar sind.
Rotor nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Teller (30) Drückstanzteile aus Metallblech oder Spritzgussteile aus Kunststoff sind.
Rotor nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Eingriffskontur (21) am Außenumfang der Welle (2) durch eine Anzahl von n in Längsrichtung der Welle (2) verlaufenden, nach radial außen vorragenden Zähnen gebildet ist und dass die Gegenkontur (31) am Innenumfang der Teller (30) durch eine Anzahl von n oder 2 x n zu den Zähnen passenden, radial nach außen hin weisenden Ausnehmungen gebildet ist.
Rotor nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl n zwischen 2 und 8, vorzugsweise 3 bis 6, beträgt.
Zentrifugalabscheider, dadurch gekennzeichnet, dass dieser einen Rotor (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 18 aufweist.
Zentrifugalabscheider nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass er ein Ölnebelabscheider für das Kurbelgehäuseentlüftungsgas einer Brennkraftmaschine ist.