DE1259000B

DE1259000B - Magnetic dirt separator for lubricating oil

Info

Publication number: DE1259000B
Application number: DED50616A
Authority: DE
Inventors: Carl V Ohrberg
Original assignee: Danfoss AS
Current assignee: Danfoss AS
Priority date: 1966-07-19
Filing date: 1966-07-19
Publication date: 1968-01-18
Also published as: NL155347B; NL6709841A; SE321534B; DK117168B; GB1137336A; US3478887A

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLANDFEDERAL REPUBLIC OF GERMANY

DEUTSCHESGERMAN

PATENTAMTPATENT OFFICE

AUSLEGESCHRIFTEDITORIAL

Int. Cl.:Int. Cl .:

BOIdBOId

Deutsche Kl.: 23 c -1/06 German class: 23 c - 1/06

Nummer: 1259 000Number: 1259 000

Aktenzeichen: D 50616 VI a/23 cFile number: D 50616 VI a / 23 c

Anmeldetag: 19. Juli 1966 Filing date: July 19, 1966

Auslegetag: 18. Januar 1968Opening day: January 18, 1968

Die Erfindung bezieht sich auf einen magnetischen Schmutzabscheider für das Schmieröl in rotierenden Maschinen.The invention relates to a magnetic dirt separator for the lubricating oil in rotating Machinery.

Zur Schmutzabscheidung aus dem Schmieröl sind Zentrifugal-Schmutzabscheider bekannt. Diese rotieren mit irgendeinem drehenden Teil der Maschine und besitzen einen Abscheideraum, der einen größeren radialen Abstand von der Drehachse besitzt als die Zutrittsöffnung und die Austrittsöffnung. Die Wirksamkeit dieser Abscheider vermindert sich aber, je kleiner ihre Drehzahl ist und je feiner die abzuscheidenden Teilchen sind. Gerade die besonders störenden Schmutzteilchen, nämlich im Betrieb abgeschliffene Metallpartikeln der Maschine selbst, sind sehr fein.Centrifugal dirt separators are known for separating dirt from the lubricating oil. These rotate with any rotating part of the machine and have a separation space that is larger has a radial distance from the axis of rotation than the inlet opening and the outlet opening. the However, the effectiveness of these separators decreases the lower their speed and the finer the separators Particles are. Especially the particularly annoying dirt particles, namely those that are sanded off during operation Metal particles from the machine itself are very fine.

Es ist ferner bekannt, im Schmieröl einen Permanentmagneten anzuordnen, der Metallteilchen beliebiger Größe an sich zieht, wenn diese in sein Feld geraten. Schwierig ist es hierbei, den gesamten Schmierölstrom am Magneten vorbeizuführen. Außerdem muß er von Zeit zu Zeit gereinigt werden, weil bei zu starker Schmutzschicht die Wirksamkeit nachläßt und außerdem die Gefahr besteht, daß weniger gut festgehaltene Schmutzteilchen vom Ölstrom weggeschwemmt werden.It is also known to arrange a permanent magnet in the lubricating oil, the metal particles of any Greatness attracts itself when these get into its field. It is difficult here to control the entire flow of lubricating oil to lead past the magnet. In addition, it has to be cleaned from time to time because at too thick a layer of dirt decreases the effectiveness and there is also the risk that less good trapped dirt particles are washed away by the oil flow.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen magnetischen Schmieröl-Schmutzabscheider zu schaffen, der unabhängig von der Drehzahl der rotierenden Maschine einen guten Reinigungseffekt hat und Schmutzteilchen über einen langen Zeitraum hinweg, vorzugsweise über die gesamte Lebensdauer der Maschine, aufzunehmen vermag.The invention is based on the object of creating a magnetic lubricating oil dirt separator, which has a good cleaning effect regardless of the speed of the rotating machine and Dirt particles over a long period of time, preferably over the entire service life of the machine, able to absorb.

Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß ein Zentrifugalabscheider und ein Magnetabscheider derart kombiniert sind, daß der Magnet koaxial im Abscheideraum des Zentrifugalabscheiders angeordnet ist.The invention is characterized in that a centrifugal separator and a magnetic separator such are combined that the magnet is arranged coaxially in the separation chamber of the centrifugal separator is.

Bei dieser Konstruktion sind zunächst die an sich bekannten Wirkungen des Zentrifugalabscheiders und des Magnetabscheiders vorhanden und ergänzen sich gegenseitig. Bei schneller Drehzahl ist der Zentrifugalabscheider voll wirksam; hierbei ist es unerheblich, wenn der Magnetabscheider wegen einer höheren Strömungsgeschwindigkeit des Öls nicht die volle Wirksamkeit besitzt. Bei langsamer Drehzahl ist die Zentrifugalabscheidewirkung geringer; dafür ist aber der Magnet wegen der langsamen Strömungsgeschwindigkeit des Öls in seiner Wirksamkeit nicht behindert.In this construction, the known effects of the centrifugal separator and of the magnetic separator and complement each other. The centrifugal separator is at high speed fully effective; here it is irrelevant if the magnetic separator is due to a higher Flow rate of the oil is not fully effective. At slow speed is the Centrifugal separation efficiency lower; but the magnet is therefor because of the slow flow velocity of the oil is not hindered in its effectiveness.

Darüber hinaus ergänzen sich aber die Funktionen des Zentrifugalabscheiders und des Magnetabscheiders dergestalt, daß sich die jeweiligen Wirkungen Magnetischer Schmutzabscheider für SchmierölIn addition, the functions of the centrifugal separator and the magnetic separator complement each other such that the respective effects Magnetic dirt separator for lubricating oil

Anmelder:Applicant:

Danfoss A/S., Nordborg (Dänemark)Danfoss A / S., Nordborg (Denmark)

Vertreter:Representative:

Dr.-Ing. U. Knoblauch, Patentanwalt,Dr.-Ing. U. Knoblauch, patent attorney,

6000 Frankfurt 1, Kühhornshofweg 106000 Frankfurt 1, Kühhornshofweg 10

Als Erfinder benannt:Named as inventor:

Carl V. Ohrberg, Nordborg (Dänemark)Carl V. Ohrberg, Nordborg (Denmark)

verstärken. Der Magnet bremst Metallteilchen, soweit sie nicht an ihm haftenbleiben, in einer Weise, daß die Zentrifugalwirkung besser an ihnen angreifen kann. Der Abscheideraum des Zentrifugalabscheiders dient als Sammelraum auch für vom Magneten festgehaltene Schmutzteilchen. Fallen nämlich Schmutzklumpen vom Magneten ab, werden sie nicht vom Ölstrom weggeschwemmt, sondern im Abscheideraum festgehalten. Bei Maschinen, die gelegentlich höhere Drehzahlen aufweisen, tritt dann jeweils eine Selbstreinigung des Magneten auf, bei der eine zu dicke Schmutzschicht an die Umfangsfläche des Abscheideraumes geschleudert wird.strengthen. The magnet brakes metal particles, as far as they do not stick to it, in such a way that the centrifugal effect can attack them better. The separation chamber of the centrifugal separator also serves as a collecting space for dirt particles held by the magnet. Namely, clumps of dirt fall from the magnet, they are not swept away by the flow of oil, but in the separation chamber held. In the case of machines that occasionally have higher speeds, self-cleaning then occurs of the magnet, in which too thick a layer of dirt on the circumferential surface of the separation chamber is thrown.

Eine besonders platzsparende Bauform ergibt sich, wenn der Zentrifugalabscheider ein zylindrisches Gehäuse hat, in dessen beiden Stirnwänden die Ein- und Austrittsöffnungen vorgesehen sind. Ein solches zylindrisches Gehäuse kann einen Mittelzapfen besitzen, auf dem dann ein ringförmiger Magnet aufgesetzt ist.A particularly space-saving design results when the centrifugal separator has a cylindrical housing has, in the two end walls of which the inlet and outlet openings are provided. One such The cylindrical housing can have a central pin on which an annular magnet is then placed is.

Wenn man dafür sorgt, daß die Ein- und Austrittsöffnungen einen kleineren Radialabstand von der Drehachse haben als der Magnetumfang, erfährt das Öl beim Eintritt in den Abscheideraum eine Umlenkung um den ein Hindernis darstellenden Magneten, so daß das Öl über einen großen Teil der wirksamen Fläche des Magneten hinweg geführt wird.If you make sure that the inlet and outlet openings have a smaller radial distance from the Have the axis of rotation than the circumference of the magnet, the oil is deflected when it enters the separation chamber around the obstruction magnet, so that the oil over a large part of the effective Surface of the magnet is passed away.

Zweckmäßigerweise ist der Magnet axial dichter an den Eintrittsöffnungen als an den Austrittsöffnungen angeordnet. Das Öl kann sich dann im Abscheideraum hinter dem Magneten noch etwas beruhigen, was der zentrifugalen Abscheidewirkung zugute kommt.The magnet is expediently axially closer to the inlet openings than to the outlet openings arranged. The oil can then calm down a little in the separation room behind the magnet, which benefits the centrifugal separation effect.

Ein solches zylindrisches Gehäuse kann einfach in eine Bohrung der Welle eingesetzt werden, durch die das Schmieröl strömt.Such a cylindrical housing can easily be inserted into a bore in the shaft through which the lubricating oil flows.

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Es gibt ölhydraulische Maschinen, ζ. B. Zahnrad- Zahl der Öffnungen 19 entspricht daher der Zähnemotoren, bei denen das Lecköl zur Schmierung und zahl des Zahnringes 6. Demzufolge werden die Ver-Kühlung der Lager und der aufeinandergleitenden drängerzellen 21 zwischen den Zähnen des Zahn-Flächen dient. Dieses Prinzip leidet aber darunter, ringes 6 und des Zahnrades 11 abwechselnd mit dem daß zumindest ein Teil des Lecköls durch arbeitende 5 Zulauf 9 und mit dem Ablauf 10 derart verbunden, Teile der Maschine geflossen ist und dabei daß sich eine kontinuierliche Drehung des Motors metallische Abriebteilchen aufgenommen hat. Diese ergibt. Wenn umgekehrt Leistung an der Welle 12 zuTeilchen können an den Schmierstellen erheblichen geführt wird, arbeitet die Maschine als Pumpe. Schaden stiften. Diesem Übelstand wird nach einem Zwischen den feststehenden Teilen 1 und 3 einerweiteren Merkmal der Erfindung dadurch abgeholfen, io seits und den drehbaren Teilen 12 und 14 andererdaß der Schmutzabscheider im Leckölweg zumindest seits befindet sich ein Wellenlager 22, das durch vor dem Wellenlager der Maschine angeordnet ist. Lecköl geschmiert werden soll. Ein Teil des Lecköls Die in der Maschine erfolgende Verschmutzung des fließt unmittelbar von Räumen des Zulaufdrucks zu sauber zugeführten Öls wird daher unmittelbar in der Räumen des Ablaufdrucks, z. B. von den Nuten 15, Maschine wieder beseitigt. Hierfür eignet sich be- 15 17 zu den Nuten 16,18. Der andere Teil des Lecköls sonders der erfindungsgemäße Schmutzabscheider, strömt von Räumen des Zulaufdrucks in den hohlen weil er wenig Platz einnimmt und trotzdem eine hohe Innenraum 23 des Drehschiebers 14, in welchem ein Wirksamkeit besitzt. etwas über dem Ablaufdruck liegender DruckThere are oil hydraulic machines, ζ. B. Gear number of openings 19 therefore corresponds to the toothed motors, in which the leakage oil for lubrication and number of the toothed ring 6. Accordingly, the Ver-cooling the bearing and the sliding cells 21 between the teeth of the tooth surfaces serves. However, this principle suffers from the ring 6 and the gear 11 alternating with the that at least part of the leakage oil is connected by working 5 inlet 9 and with the outlet 10 in such a way that Parts of the machine has flowed and in the process there is a continuous rotation of the motor has absorbed metallic abrasion particles. This results. Conversely, if power on shaft 12 becomes particles If the lubrication points can be carried out considerably, the machine works as a pump. Cause harm. This inconvenience is another one between the fixed parts 1 and 3 Feature of the invention helped io hand and the rotatable parts 12 and 14 on the other hand the dirt separator in the leakage oil path at least on the one hand is a shaft bearing 22, which is through is arranged in front of the shaft bearing of the machine. Leak oil should be lubricated. Part of the leakage oil The contamination taking place in the machine flows directly from the rooms of the inlet pressure cleanly supplied oil is therefore immediately in the spaces of the discharge pressure, z. B. of the grooves 15, Machine eliminated again. 15 17 to the grooves 16,18 is suitable for this. The other part of the leak oil especially the dirt separator according to the invention flows from the spaces of the inlet pressure into the hollow because it takes up little space and still has a high interior space 23 of the rotary valve 14 in which a Has effectiveness. pressure slightly above the discharge pressure

Für erne ölhydraulische Maschine mit hohlem herrscht. In diesen Hohlraum 23 gelangt das Lecköl Drehschieber empfiehlt es sich, den Schmutzabschei- ao beispielsweise aus den unter Druck stehenden Verder in den Drehschieberhohlraum einzusetzen. drängerzellen 21 längs der Berührungsfläche zwi-Erstens wird hierdurch kein zusätzlicher Platz be- sehen dem Zahnrad 11 und dem Deckel 7 bzw. der nötigt. Zweitens läßt sich das gesamte Lecköl beson- Zwischenscheibe 5. Ähnliches gilt von dem Öl, das ders einfach in dem Hohlraum des Drehschiebers von der Nut 15 längs des Schieberumfangs in Richsammeln. Drittens läßt sich der Hohlraum eines 25 tung auf das Zahnrad 11 strömt und dann an der Drehschiebers oftmals mit einem größeren Durch- Zwischenscheibe 5 nach innen umgelenkt wird. Am messer als eine entsprechende Wellenbohrung aus- linken Ende des Hohlraumes 23 ist ein Schmutzführen, so daß die Zentrifugalabscheidewirkung ver- abscheider eingesetzt, der in Verbindung mit F i g. 2 bessert wird. näher erläutert wird. Von seiner Austrittsseite führenFor an erne hydraulic machine with hollow rules. The leakage oil reaches this cavity 23 Rotary valve, it is recommended to remove the dirt separator, for example from the pressurized Verder insert into the rotary valve cavity. pusher cells 21 along the interface between first as a result, no additional space is left for the gear wheel 11 and the cover 7 or the compels. Second, the entire leakage oil can be special washer 5. The same applies to the oil that This simply collects in the cavity of the rotary valve from the groove 15 along the circumference of the slide in Rich. Third, the cavity of a 25 device flows onto the gear 11 and then to the Rotary valve is often deflected inwards with a larger intermediate disk 5. At the knife than a corresponding shaft bore from the left end of the cavity 23 is a dirt guide, so that the centrifugal separator is used, which in conjunction with F i g. 2 is improved. is explained in more detail. Lead from its exit side

Die Erfindung wird nachstehend an Hand eines in 30 Kanäle 25 zum Wellenlager 22. Von seinem äußerenThe invention is described below with reference to one in 30 channels 25 to the shaft bearing 22. From its outer

der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels Umfang gelangt das Lecköl über die UmfangsflächeIn the embodiment shown in the drawing, the leakage oil passes over the circumferential surface

näher erläutert. Es zeigt des Drehschiebers 14 zur Umf angsnut 16, in der Ah-explained in more detail. It shows the rotary valve 14 to the circumferential groove 16, in the Ah-

F i g. 1 einen Längsschnitt durch einen erfindungs- laufdruck herrscht, zurück. Auch wenn das LeckölF i g. 1 there is a longitudinal section through an inventive print. Even if the leak oil

gemäß gestalteten hydraulischen Zahnradmotor und in den Verdrängerzellen 21 oder während der Wan-designed according to the hydraulic gear motor and in the displacement cells 21 or during the

F i g. 2 eine vergrößerte Darstellung des im Leck- 35 derung längs der auseinandergleitenden Flächen Abölweg angeordneten Schmutzabscheiders. riebteilchen mitgenommen haben sollte, wird dasF i g. 2 shows an enlarged illustration of the drainage path in the leakage along the surfaces that slide apart arranged dirt separator. should have taken some particles with them, that will

Ein Gehäuse 1 trägt an der einen Seite einen durch Lager 22 mit reinem Öl geschmiert, weil diese Ab-Schrauben 2 befestigten Deckel 3 und an der anderen riebteilchen zuvor in dem Schmutzabscheider 24 zuSeite, ebenfalls durch Schrauben 4 befestigt, eine rückgehalten worden sind.A housing 1 carries on one side a bearing 22 lubricated with pure oil, because this unscrewing 2 attached cover 3 and on the other rubble previously in the dirt separator 24 to the side, also fastened by screws 4, one have been retained.

Zwischenscheibe 5, einen Zahnring 6 und einen 40 Der Schmutzabscheider 24 besitzt zwei ineinander-Intermediate disk 5, a toothed ring 6 and a 40 The dirt separator 24 has two interlocking

Deckel 7. Im Gehäuse 1 sind ferner ein Eintritts- gesteckte Gehäuseteile 26 und 27, die gemeinsam einCover 7. In the housing 1 there are also an inlet housing parts 26 and 27 which are inserted together

stutzen 8 für das zuströmende Drucköl 9 und ein zylindrisches Gehäuse bilden. Beide Teile 26 und 27Nozzle 8 for the incoming pressure oil 9 and form a cylindrical housing. Both parts 26 and 27

nicht veranschaulichter Austrittsstutzen für das Ab- tragen in ihren Stirnwänden 28 und 29 Eintrittsöff-Not illustrated outlet nozzle for removal in their end walls 28 and 29 inlet openings

lauföl 1© vorgesehen. nungen 30 bzw. Austrittsöffnungen 31. Beide Teilerunning oil 1 © provided. openings 30 or outlet openings 31. Both parts

Mit den nach innen gerichteten Zähnen des Zahn- 45 weisen ferner je einen axial nach innen gerichtetenThe inwardly directed teeth of the tooth 45 also each have one axially inwardly directed

ringes 6 kämmen die nach außen gerichteten Zähne Zapfen 32 und 33 auf, zwischen denen ein ringförmi-ring 6, the outwardly directed teeth pin 32 and 33, between which an annular

eines Zahnrades 11, das einen Zahn weniger als der ger Permanentmagnet 34 festgeklemmt ist. Dera gear 11, which is clamped one tooth less than the permanent magnet 34 ger. Of the

Zahnring besitzt und dessen Drehbewegung ehe Magnet ragt demzufolge in den Abscheideraum 35Has a toothed ring and its rotational movement before the magnet consequently protrudes into the separation space 35

Kreisbewegung seines Schwerpunktes überlagert ist. des Abscheiders 24 hinein.Circular movement of its center of gravity is superimposed. of the separator 24 into it.

Um die Drehbewegung des Zahnrades 11 an eine 50 Der äußere Umfang des Abscheideraumes 35 be-In order to move the rotary movement of the gear wheel 11 to a 50 The outer circumference of the separation chamber 35 is

Hauptwelle 12 übertragen zu können, ist eine sitzt einen größeren Durchmesser als der Kreis, aufMain shaft 12 to be able to transmit, is a sits a larger diameter than the circle on

die Kreisbahnbewegung des Schwerpunktes aus- dem die Öffnungen 30 und 31 liegen. Deren radialerthe circular path movement of the center of gravity from which the openings 30 and 31 are located. Their more radial

gleichende Gelenkwelle 13 mit dem Zahnrad verbun- Abstand von der Drehachse ist wiederum kleiner alsThe same cardan shaft 13 connected to the gearwheel. Distance from the axis of rotation is again less than

den, deren anderes Ende in einen Drehschieber 14 der Außenradius des Magneten 34, so daß das durchthe, the other end in a rotary valve 14 of the outer radius of the magnet 34, so that through

eingreift. Dieser ist fest mit der Hauptwelle 12 ver- 55 den Abscheider 24 hindurchtretende Öl die durch dieintervenes. This is firmly connected to the main shaft 12 and separates the oil passing through the separator 24

bunden. Pfeile gekennzeichnete Umlenkung erfährt. Die Um-bound. Deflection marked by arrows. The Um-

Im Drehschieber sind zwei Umfangsnuten 15 und lenkung ist an der Eintrittsseite stärker als an derIn the rotary valve there are two circumferential grooves 15 and the steering is stronger on the entry side than on the

16 vorgesehen. Die Umfangsnut 15 steht mit dem Austrittsseite, weil der Magnet 30 axial dichter an Eintrittsstutzen 8 und die Umfangsnut 16 mit dem der Eintrittsseite als an der Austrittsseite angeordnet Austrittsstutzen dauernd in Verbindung. Am Umfang 60 ist. Hierdurch wird die Strömung dicht am Magneten des Drehschiebers 14 sind abwechselnd Axialnuten vorbeigeleitet und erfährt außerdem durch die 17, die mit der Umfangsnut 15 in Verbindung stehen, Zentrifugalkraft eine Umlenkung in Radialrichtung, und Axialnuten 18, die mit der Umfangsnut 16 in Im Betrieb sammeln sich die durch den Magneten Verbindung stehen, vorgesehen. Die Zahl der Nuten abgeschiedenen Schmutzteilchen 36 an der Magnet-16 provided. The circumferential groove 15 is with the exit side because the magnet 30 is axially closer Inlet nozzle 8 and the circumferential groove 16 are arranged with that of the inlet side than on the outlet side Outlet connection constantly in connection. The circumference is 60. This makes the flow close to the magnet of the rotary valve 14 are alternately passed by axial grooves and also learns through the 17, which are in connection with the circumferential groove 15, centrifugal force a deflection in the radial direction, and axial grooves 18, which are in use with the circumferential groove 16, are collected by the magnet Are connected, provided. The number of grooves deposited dirt particles 36 on the magnet

17 und 18 entspricht der Zähnezahl des Zahnrades 65 oberfläche, während die durch Zentrifugalwirkung 11. Im Gehäuse sind Öffnungen 19 vorgesehen, die abgeschiedenen Teilchen 37 sich am Außenumfang über Kanäle 20 zu den Zwischenräumen zwischen den des Abseheideraumes 35 sammeln. Wenn sich zu viele benachbarten Zähnen des Zahnringes 6 führen. Die Teilchen am Magneten 36 gesammelt haben sollten,17 and 18 corresponds to the number of teeth of the gear 65 surface, while the centrifugal force 11. In the housing openings 19 are provided, the separated particles 37 on the outer circumference Collect via channels 20 to the spaces between the separation space 35. When there are too many adjacent teeth of the toothed ring 6 lead. The particles should have collected on the magnet 36,

so daß er sie nicht mehr festzuhalten vermag, fällt der Schmutzklumpen zu den Teilchen 37 in den Abscheideraum. Der Magnet erfährt eine Selbstreinigung, wenn die Zentrifugalkraft größer wird als die Haftkraft des Magneten.so that he can no longer hold it, the lump of dirt falls to the particles 37 in the separation space. The magnet experiences self-cleaning when the centrifugal force becomes greater than that Holding force of the magnet.

Claims

Patent claims:

1. Magnetic dirt separator for the lubricating oil in rotating machines, thereby characterized in that a centrifugal separator and a magnetic separator such are combined that the magnet (34) coaxially in the separation space (35) of the centrifugal separator (24) is arranged.

2. Magnetic dirt separator according to claim 1, characterized in that the centrifugal separator (24) has a cylindrical housing (26, 27), in the two end walls of which ao and outlet openings (30, 31) are provided.

3. Magnetic dirt separator according to claim 2, characterized in that the cylindrical Housing (26, 27) has two central pins (32, 33) on which an annular magnet (34) is attached.

4. Magnetic dirt separator according to one of claims 1 to 3, characterized in that that the inlet and outlet openings (30,31) have a smaller radial distance from the axis of rotation have than the magnetic circumference.

5. Magnetic dirt separator according to one of claims 1 to 4, characterized in that that the magnet (34) axially closer to the inlet openings (30) than to the outlet openings (31) is arranged.

6. Magnetic dirt separator according to one of claims 1 to 5, characterized in that that the cylindrical housing (26,27) is inserted into a Bohmng of the shaft (13) through which the lubricating oil flows.

7. Magnetic dirt separator for an oil hydraulic Machine in which the leakage oil is used for lubrication and cooling, in particular according to one of Claims 1 to 6, characterized in that, that it is arranged in the leakage oil path at least in front of the shaft bearing of the machine.

8. Magnetic dirt separator according to one of claims 1 to 7 for an oil hydraulic Machine with a hollow rotary valve, characterized in that it is inserted into the rotary valve cavity is used.

1 sheet of drawings