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Zentrifugal-Ölreiniger Die Erfindung bezieht sich auf einen Zentrifugalölreiniger,
dessen Schleudertrommel wenigstens einseitig auf einer feststehenden lotrechten
Welle gelagert ist, mit einem im wesentlichen axialen Öleintritt im unteren Bereich
der Schleudertrommel und mindestens einer gleichzeitig als Ölaustritt dienenden
Reaktionsdüse.
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Die üblichen Zentrifugal-ölreiniger mit Reaktionsantrieb weisen im
Innern der Schleudertrommel Zwischenwände auf, durch welche das zu reinigende Öl
vor Erreichen der Reaktionsdüsen mehrfach umgelenkt wird. Dies ist insofern nachteilig,
als dadurch ,die den Reaktionsantrieb zur Verfügung stehende Druckenergie des Öls
beträchtlich herabgesetzt wird, woraus eine niedrige Austrittgeschwindigkeit des
Ölstrahles aus der Reaktionsdüse, ein Absinken der Umlaufgeschwindigkeit der Schleudertrommel
mit entsprechender Herabsetzung der in ihr wirkenden Fliehkraft und schließlich
eine entsprechend geringe Reinigungswirkung folgt. Bei einer Ausbildung der Ölreiniger
als sogenannter Hauptstromfilter kommt es infolge des hohen hydraulischen Trommelwiderstandes
außerdem auch zu einer erheblichen Druckabnahme des Schmieröls hinter dem Reiniger,
so daß das Öl dem Ölreiniger zur Erzielung eines ausreichenden Öldruckes hinter
dem Reiniger unter einem erhöhten Druck zugeführt werden muß.
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Es ist ein Zentrifugal-Ölreiniger bekannt, dem das Öl durch eine hohle
Achse entweder unmittelbar axial oder über radiale Öffnungen zugeführt wird und
der an seinem oberen äußeren Umfang Reaktionsdüsen aufweist. Den Düsen wird dabei
das Öl über Auslaßkanäle zugeführt, die so weit in das Innere der Schleudertrommel
hineinragen, daß sie etwa im Bereich der Trommelachse in den Trommelraum münden.
Hierdurch wird das Öl an der Stelle des ungünstigsten Druckgefälles aus der Schleudertrommel
entnommen. Um überhaupt eine ausreichende Reaktion zu erhalten, müssen die Düsen
am äußeren Rand der Schleudertrommel in einem Abstand von der Trommelachse angeordnet
werden, der größer ist als der Trommelradius. Die mehrfache Ölumlenkung ergibt höhere
Strömungswiderstände und größere Druckabfälle, die das durch die Reaktionsdüsen
ausgeübte Drehmoment und den Wirkungsgrad des Ölreinigers ungünstig beeinflussen.
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Bei einem anderen bekannten Zentrifugal-Öreiniger wird das Öl durch
ein die feststehende Achse umgebendes Rohr hochgefördert und tritt im oberen Bereich
der Schleudertrommel über Radialöffnungen aus. Die Reaktionsdüsen sind dort im Trommelboden
angeordnet. Um Schmutz von den tiefliegenden Reaktionsdüsen fernzuhalten, wird das
Öl zuvor durch einen am Trommelboden angeordneten, nach oben ragenden Rohrstutzen
umgelenkt. Vor allem bei einem solchen, mit hohem Druck arbeitenden Zentrifugal-Ölreiniger
wird der sich an der Trommelwand ablagernde Schmutz ständig aufgewirbelt. Das den
Düsen zugeführte Öl enthält daher stets Schmutzteile.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die beschriebenen Mängel
zu vermeiden und den Ölreiniger so zu vervollkommnen, daß ohne Anwendung erhöhter
Öldrücke eine möglichst hohe Umlaufgeschwindigkeit der Schleudertrommel und damit
auch eine entsprechend günstige Reinigungswirkung erzielt wird.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß dicht über
dem Trommelboden um die radialen Eintrittöifnungen für das Öl herum ein nach unten
geöffneter, an sich bekannter Pralltrichter angeordnet ist und die dem zumindest
teilweisen Ölaustritt dienende Reaktionsdüse in der oberen Stirnwand der Schleudertrommel
angeordnet ist und mit dem Innenraum über einen lotrechten Zuflußkanal in Verbindung
steht.
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Bei einer solchen Ausbildung des Ölreinigers kann das von unten eintretende
Öl die Schleudertrommel auf kürzestem Weg im wesentlichen geradlinig durchdringen,
wobei es in den zur Reaktionsdüse führenden Zulaufkanal noch unter einem beträchtlichen
Druck einströmt und demzufolge auch mit einem entsprechend hohen Druck aus der Reaktionsdüse
bzw. aus den Reaktionsdüsen in den im Gehäuse um
die Schleudertrommel
herum befindlichen freien Raum ausströmen kann. Hierbei ergibt sich erfahrungsgemäß
eine optimale Umwandlung der Öldruckenergie in die Drehbewegung der Schleudertrommel,
so daß diese eine gegenüber den bisher bekannten Zentrifugal-Ölreinigern mit Reaktionsantrieb
erheblich höhere Drehzahlen und über die entsprechend vergrößerte Schleuderwirkung
auch eine verbesserte Reinigungswirkung erreicht.
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Weiterhin kann bei der erfindungsgemäß ausgebildeten Schleudertrommel
deren ganzer Innenraum zur Ablagerung der ausgeschiedenen Verunreinigungen dienen,
wodurch sich eine größere Aufnahmefähigkeit für diese ergibt. Durch die erfindungsgemäße
Trommelkonstruktion wird nicht nur die Herstellung, sondern auch die Säuberung und
sonstige Wartung des Ölreinigers erleichtert.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind im Bereich
der oberen Stirnwand der Schleudertrommel als weitere ölaustrittöffnung in einen
axialen Kanal bzw. in eine Längsbohrung der feststehenden Achse mündende radiale
Austrittöffnungen vorgesehen. Ferner kann bei einer Führung der Schleudertrommel
mittels einer die feststehende Achse umgebenden axialen Lagerhülse zwischen den
radialen Querbohrungen der Hülse und den radialen Austrittöffnungen der Achse ein
ringförmiger Sammelraum für das hindurchgeleitete gereinigte Öl vorgesehen werden.
Dieser Sammelraum kann gegegebenenfalls in die obere Lagerbuchse als Ringnut eingearbeitet
werden.
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Nach einem weiteren Erfindungsvorschlag wird die Schleudertrommel
unten auf einer im Gehäuse fest angeordneten Buchse gelagert, die die feststehende
Achse unter Freilassung eines an einen Kanal angeschlossenen Ringspaltes umgibt.
Der axiale Austrittkanal kann aus der hohl ausgebildeten Achse nach unten verlaufen.
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Schließlich empfiehlt es sich, die Schleudertrommel innerhalb des
Gehäuses außer vom Gehäusedeckel noch mit einem feststehenden konzentrischen Schutzmantel
zu umgeben. Dieser kann gegebenenfalls an einem abnehmbaren Gehäusedeckel befestigt
werden. Das durch die Reaktionsdüsen in das Gehäuse ausströmende Öl wird auf diese
Weise an einem Rückprallen gegen die umlaufende Schleudertrommel gehindert, wodurch
diese auf relativ größere Drehzahlen gebracht werden kann.
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In der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise veranschaulicht.
Es zeigt F i g. 1 einen Axialschnitt durch einen dem ersten Ausführungsbeispiel
entsprechenden Ölreiniger, F i g. 2 einen Axialschnitt einer gegenüber F i g. 1
abgewandelten Einzelheit des Ölreinigers gemäß Fig.l, F i g. 3 eine der F i g.1
entsprechende Darstellung eines Ölreinigers gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel,
F i g. 4 einen Axialschnitt einer gegenüber F i g. 2 abgewandelten Einzelheit des
Ölreinigers gemäß F i g. 2, F i g. 5 eine der F i g. 1 entsprechende Darstellung
eines Ölreinigers gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel, F i g. 6 einen axialen
Teilschnitt einer gegenüber F i g. 3 abgewandelten und teilweise auch F i g. 2 und
4 entsprechenden Ausführungsform des Ölreinigers. Der in F i g. 1 dargestellte Zentrifugal-Ölreiniger
mit Reaktionsantrieb besteht im wesentlichen aus einem Gehäuse 15 nebst einem
Gehäusedeckel 18, in dem auf einer feststehenden Achse 5 eine Schleudertrommel
axial gelagert ist. Die Schleudertrommel besteht aus einem einen Trommelboden
1 bildenden topfförmigen Tragteil und aus einem Deckel 2. Zur Lagerung der
Schleudertrommel auf der Achse 5
dient je eine im Trommelboden 1 bzw.
im Deckel 2
angeordnete Gleitlagerbuchse 3 bzw. 4.
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Die Achse 5 ist unten mit einer axialen Bohrung versehen, die einen
Kanal 6 für den Öleintritt in die Schleudertrommel bildet und mit dem Trommelraum
über mehrere radiale Eintrittöffnungen 7 in Verbindung steht, die von einem
Pralltrichter 23 umgeben sind. Der Deckel 2 ist durch zwei den Trommelraum
in axialer Richtung durchsetzende Bolzen 8 am Trommelboden 1 befestigt. Die
Achse 5 ist unterhalb der Schleudertrommel in einem axialen Ansatz des Gehäuses
15 angeordnet, wobei der Kanal 6 mit einem das Gehäuse 15 durchsetzenden
Zuführungskanal 14 für das Öl in Verbindung steht.
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Der Deckel 2 ist an einer Stelle von einem senkrechten Kanal
9 durchsetzt, an dessen äußerem Ende eine Reaktionsdüse 10 in Umfangrichtung
der Schleudertrommel angeordnet ist. Die Eintrittöffnung des Kanals 9 ist von einem
Sieb 11 umgeben, so daß der Reaktionsdüse 10 lediglich gereinigtes
Öl
zuströmen kann und ihr Verstopfen ausgeschlossen ist.
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Die Schleudertrommel ist innerhalb des Gehäusedeckels 18 noch
von einem feststehenden konzentrischen Schutzmantel 17 umgeben, der am Gehäuse
15 mittels Stellschrauben 13 einstellbar angeordnet ist.
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Beim Betrieb des Zentrifugal-Ölreinigers durchsetzt das der Schleudertrommel
durch den Kanal 6 und die Eintrittöffnungen 7 zugeführte, zunächst noch ungereinigte
Öl die Trommel in im wesentlichen axialer Richtung, so daß es in die Reaktionsdüse
10 ohne nennenswerten Druckverlust gelangt. Das aus der Reaktionsdüse
10 austretende Öl strömt in den zwischen dem Gehäusedeckel 18 und
dem Schutzmantel 17 befindlichen Ringraum, wobei es durch den Schutzmantel
an einem Rückprallen gegen die umlaufende Schleudertrommel gehindert wird. Es ergibt
sich deshalb insgesamt eine gegenüber den bisher üblichen Drehzahlen reaktionsangetriebener
Ölreiniger erhöhte Trommeldrehzahl, woraus eine entsprechend verbesserte Reinigungswirkung
folgt. Die in der Schleudertrommel abgesondertenVerunreinigungen setzen sich an
der Trommelinnenwand ab und bilden dort eine Schlammschicht 12, während das
gereinigte Öl durch eine Austrittöffnung 16 des Gehäuses 15 abfließen
kann.
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Bei der in F i g. 2 dargestellten abgewandelten Ausführung ist der
Zentrifugal-Ölreiniger zum Einbau in den Hauptstrom des Ölkreislaufes vorgesehen,
wozu die Achse 5 hier an ihrem oberen Ende noch einen axialen Kanal
20 und am unteren Ende dieses Kanals radiale Austrittöffnungen
29 aufweist, die sich innerhalb der Schleudertrommel befinden. Der Hauptteil
des gereinigten Öls fließt hier also über die Austrittöffnungen 29 und den Kanal
20 ab. Der Öleintritt und die übrige Ausbildung dieses Ölreinigers entspricht dem
in F i g. 1 dargestellten ersten Ausführungsbeispiel.
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Der dem zweiten Ausführungsbeispiel entsprechende, in F i g. 3 dargestellte
Ölreiniger unterscheidet sich von dem in F i g. 1 dargestellten nur in
Einzelheiten.
Im Gegensatz zum ersten Ausführungsbeispiel ist hier der Tragteil der Schleudertrommel
mit einer vom Trommelboden 1 axial nach oben ausgehenden Lagerhülse 22 versehen,
die an der Stelle der Eintrittöffnungen 7 in der Achse 5 eine Anzahl Querbohrungen
37 für das aus dem Kanal 6 der Achse 5 in die Schleudertrommel einströmende Öl aufweist.
Die Querbohrungen 37 sind auch hier von einem nach unten öffnenden Pralltrichter
23 mit Abstand umgeben, der oberhalb der Querbohrungen 37 an der Lagerhülse 22 abgedichtet
befestigt ist und unten dicht oberhalb des Trommelbodens 1 endigt. Infolgedessen
wird das in die Schleudertrommel eintretende Öl zunächst gegen den Trommelboden
1 umgelenkt, so daß es anschließend die Trommel in ihrer ganzen Länge durchströmen
muß.
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Der in diesem Fall zugleich die zylindrische Seitenwand der Schleudertrommel
bildende topfförmige Deckel 2 ist am Trommelboden 1 mittels einer Mutter
21 festgelegt, die auf ein oberes Außengewinde der den Deckel 2. in
einer axialen Öffnung nach oben durchsetzenden Lagerhülse 22 aufschraubbar ist.
Die beiden Lagerbuchsen 3 und 4 sind hier innerhalb der Lagerhülse 22 angeordnet.
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Der Deckel 2 ist bei dem zweiten Ausführungsbeispiel von zwei diametral
gegenüberliegenden achsparallelen Kanälen 9 nach oben durchsetzt, an die sich je
eine Reaktionsdüse 10 anschließt. Die beiden innerhalb der Schleudertrommel
befindlichen öffnungen der Kanäle 9 sind von einem gemeinsamen Sieb 11 abgedeckt.
Der Schutzmantel 17 ist hier nicht am Gehäuse 15, sondern am Gehäusedeckel 18 mittels
Rippen 19 befestigt und gegenüber der Trommelachse zentriert, so daß die Schleudertrommel
schon durch Abnahme des Gehäusedeckels 18 zugänglich ist.
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Damit auch das Gewicht der mit Öl gefüllten Schleudertrommel
die Lagerreibung gegenüber der Achse 5 möglichst nicht erhöht, ist gemäß F i g.
3 unterhalb der Trommel noch ein Axialkugellager 28 vorgesehen, dessen unterer Lagerring
auf einer Ringschulter der Achse 5 abgestützt ist, während die Schleudertrommel
mit dem Trommelboden 1 über die Lagerbuchse 3 auf dem oberen Lagerring dieses
Kugellagers aufruht.
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Die weitere Ausbildung und Wirkung des in F i g. 3 dargestellten Ölreinigers
gleicht dem ersten Ausführungsbeispiel, weshalb sich eine Beschreibung dieser im
einzelnen aus F i g. 3 ersichtlichen Teile erübrigt.
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Ähnlich der in F i g. 3 dargestellten Abwandlung des ersten Ausführungsbeispiels
betrifft auch die in F i g. 4 dargestellte Abwandlung des zweiten Ausführungsbeispiels
die Ausbildung dieses Ölreinigers als Hauptstromfilter.
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Wie aus F i g. 4 hervorgeht, ist bei dieser Abwandlung nicht nur die
Achse 5 mit den Austrittöffnungen 29, sondern auch die Lagerhülse 22 an derselben
Stelle mit Querbohrungen 24 versehen, die sich auch durch die dortige obere Lagerbuchse
4 hindurch erstrecken. Dabei ist die Lagerbuchse 4 an den inneren Öffnungen der
genannten Qerbohrungen noch mit einer Ringnut versehen, die einen Sammelraum 26
für das ausströmende gereinigte Öl bildet. Das gereinigte Öl kann hier also durch
die Querbohrungen 24, den Sammelraum 26, die Austrittöffnungen 29 und schließlich
durch den axialen Kanal 20 der Achse 5 aus der Schleudertrommel im Hauptstrom austreten.
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Bei dem in F i g. 5 dargestellten, dem dritten Ausführungsbeispiel
entsprechenden Ölreiniger ist gegenüber dem ersten Ausführungsbeispiel im wesentlichen
der Öleintritt abgewandelt. Zur Lagerung der Schleudertrommel dient hier unter anderem
eine volle Achse 25, an der aber lediglich die obere Lagerbuchse 4 in der bereits
beschriebenen Weise. angeordnet ist. Im Bereich des Trommelbodens ist die Achse
25 von einer konzentrischen Buchse 33 umgeben, die ebenfalls in einem mittleren
oberen Ansatz des Gehäuses 15 festgelegt ist. Die Buchse 33 dient an ihrem
äußeren Umfang zur Lagerung der unteren Lagerbuchse 3 der Schleudertrommel und läßt
gegenüber der Achse 25 einen Ringspalt 30 frei, durch den hier das Öl von einem
die Achse 25 im Gehäuse 15 umgebenden Kanal 27 aus in die Trommel gelangt. An ihrem
die Schleudertrommel in einer axialen Öffnung des Deckels ,2 nach oben durchsetzenden
Ende ist die. Achse 25 -,genauso wie die Achse 5 des ersten Ausführungsbeispiels
- mit einem auf einen kleinen Durchmesser abgesetzten Gewindeansatz versehen, wobei
auf der am unteren Ende des Gewindeansatzes befindlichen Ringschulter eine Stützscheibe
34 aufruht, die in ihrer Lage durch eine auf den Gewindeansatz aufgeschraubte Mutter
39 festgehalten wird. Die Ringschulter liegt dicht oberhalb des Deckels 2, so daß
die Stützscheibe 34 die Schleudertrommel auch an einer axialen Verschiebung hindert.
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Das dritte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich vom ersten lediglich
noch durch die Anordnung des Schutzmantels 17, der hier am Gehäusedeckel,
18 entsprechend dem zweiten Ausführungsbeispiel über Rippen 19 gehalten wird.
Die im übrigen dem ersten Ausführungsbeispiel entsprechende Ausbildung des in F
i g. 5 dargestellten Ölreinigers macht eine weitere Beschreibung überflüssig.
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Die in F i g. 6 dargestellte Abwandlung betrifft wiederum ein Hauptstromfilter
und stellt zugleich eine Kombination des dritten Ausführungsbeispiels mit Ausgestaltungsmerkmalen
des zweiten Ausführungsbeispiels dar. Im Gegensatz zum dritten Ausführungsbeispiel
ist hier die Achse 25 hohl ausgebildet und weist eine Längsbohrung 32 auf, durch
welche das gereinigte Öl in der im wesentlichen aus F i g. 4 hervorgehenden Weise
axial in einen unteren Austrittskanal 38 des Gehäuses 15 abgeführt wird. Zur Lagerung
der Schleudertrommel dient entsprechend dem zweiten Ausführungsbeispiel wieder eine
Lagerhülse 22, aus der das in diesem Fall durch den unteren Ringspalt 30 zuströmende
Öl in der aus F i g. 3 hervorgehenden Weise in den Trommelraum gelangt. Die zur
axialen Festlegung der Schleudertrommel dienende Stützscheibe 34 liegt hier auf
dem oberen Ende der außer dem Deckel 2 auch die Lagerhülse 22 der Schleudertrommel
noch etwas nach oben durchsetzenden Achse 25 auf und wird in dieser Lage durch eine
in die Längsbohrung 32 von oben eingeschraubte und auch die Stützscheiben 34 in
ihrer mittleren Bohrung durchsetzende Schraube 36 festgehalten.
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Das in der Schleudertrommel über den Kanal 27,
den Ringspalt
30, einen an der Stelle der Querbohrungen 37 der Lagerhülse 22 befindlichen inneren
eintrittseitigen Sammelraum 35 und die genannten Querbohrungen 37 einströmende Öl,
welches durch einen dem zweiten Ausführungsbeispiel entsprechenden Pralltrichter
23 noch nach dem Trommelboden 1 hin umgelenkt werden kann, durchströmt die Trommel
nach
oben, wobei es in der aus F i g. 1, 3 und 5 hervorgehenden Weise geschleudert und
gereinigt wird. Das gereinigte Öl tritt unterhalb der Deckwand des Deckels 2 durch
Querbohrungen 24 der Lagerhülse 22 und durch anschließende Querbohrungen der oberen
Lagerbuchse 4 in den ringförmigen Sammelraum 26 ein, von dem aus es schließlich
durch dort vorgesehene weitere Austrittöffnungen 31 der Achse 25 in deren Längsbohrung
32 gelangt. Von der Längsbohrung 32 aus führt schließlich der untere Austrittkanal
38 des Gehäuses 15 in das (nicht dargestellte) Schmiersystem.
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Die Erfindung ist nicht an die Einzelheiten der beschriebenen Ausführungsbeispiele
gebunden. Die zahlreichen Abwandlungen der dargestellten Ausführungsbeispiele lassen
erkennen, daß noch andere Ausgestaltungen der Erfindung denkbar sind, ohne daß dadurch
der Schutzbereich der Erfindung verlassen wird.