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Die
vorliegende Erfindung betrifft einen Rotor für eine Zentrifuge, wobei der
Rotor um eine Drehachse drehantreibbar ist, wobei der Rotor zweiteilig ausgeführt ist
mit einerseits einem zentralen Lagerteil und andererseits einem
einen Schmutzsammelbereich aufweisenden Schmutzfangteil, wobei der Schmutzfangteil
zur Entsorgung oder Reinigung vom Lagerteil trennbar ist und wobei
der Lagerteil und der Schmutzfangteil mit form- und/oder kraftschlüssig miteinander
zusammenwirkenden Drehmomentübertragungsmitteln
ausgeführt
sind, die durch axiales Aufstecken des Schmutzfangteils auf den
Lagerteil in Eingriff und durch axiales Abziehen des Schmutzfangteils
vom Lagerteil außer
Eingriff bringbar sind. Außerdem
betrifft die Erfindung eine Zentrifuge.
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Zentrifugen
werden seit Jahrzehnten für
verschiedene Verwendungszwecke eingesetzt und sind von daher aus
der Praxis in vielen unterschiedlichen Ausführungen bekannt. Ein Rotor
mit den vorstehend angegebenen Merkmalen ist in der älteren,
nicht vorveröffentlichten
deutschen Gebrauchsmusteranmeldung Nr. 20 2004 004 215.0 der Anmelderin
beschrieben. Bei dem dort beschriebenen Rotor umfaßt der Lagerteil
eine oder mehrere Rückstoßdüsen zum Antreiben
des Rotors mittels durch die Düse
oder Düsen
austretenden Schmieröls,
so daß der
Lagerteil hier einen Antriebsteil des Rotors bildet.
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Bei
allen bisher bekannten und bisher eingesetzten Zentrifugen zentriert
sich allgemein ein Innendurchmesser des Rotors auf einem Außendurchmesser
der Achse oder einem Außendurchmesser eines
zwischen Achse und Rotor befindlichen Bauteils, wie Rotorlager oder
Antriebsteil. Um einen zweiteiligen, aus Lagerteil und Schmutzfangteil
bestehenden Rotor montieren und demontieren zu können, ist in der Regel ein
Montagespiel zwischen den Teilen des Rotors erforderlich; maximal
ist eine leichte Verpressung zulässig,
damit der Rotor noch montiert und demontiert werden kann. Um Gewicht
und Herstellungskosten einzusparen, wird zunehmend angestrebt, den
Rotor möglichst
leicht zu bauen, beispielsweise durch Verwendung von Kunststoff
anstelle von Metall. Insbesondere ein Schmutzfangteil aus Kunststoff
unterliegt im Betrieb der Zentrifuge der Gefahr einer Verformung
unter den Einfluß von
Fliehkräften und/oder
Wärme.
Dies führt
bei den bisher bekannten Rotoren dazu, daß der Innendurchmesser des Schmutzfangteils
größer wird.
Auf diese Weise entsteht im Betrieb der Zentrifuge ein zunehmendes Spiel
im Bereich der Verbindung zwischen Schmutzfangteil und Lagerteil,
das zu einer zunehmenden Unwucht und damit zu Leistungseinbußen der
Zentrifuge, zu einer verkürzten
Lagerlebensdauer und zu störenden
Geräuschen
führt.
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Für die vorliegende
Erfindung stellt sich deshalb die Aufgabe, einen Rotor und eine
Zentrifuge der eingangs genannten Art zu schaffen, die die dargelegten
Nachteile vermeiden und mit denen insbesondere das Auftreten von
Unwuchten im Betrieb vermieden wird und so eine hohe Leistungsfähigkeit bei
guter Dauerhaltbarkeit und niedrigem Betriebsgeräuschpegel gewährleistet
wird.
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Die
Lösung
dieser Aufgabe gelingt erfindungsgemäß durch einen Rotor der eingangs
genannten Art, der dadurch gekennzeichnet ist, daß der Lagerteil
und der Schmutzfangteil mit formschlüssigen Konturen versehen sind,
die so angeordnet sind, daß sich
die Konturen des Schmutzfangteils schon in dessen Grundzustand oder
bei dessen radialer Aufweitung durch Fliehkräfte und/oder Erwärmung an die
entsprechend gestalteten Konturen des Lagerteils anlehnen oder anlegen.
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Bei
dem erfindungsgemäßen Rotor
wird erreicht, daß der
problemlos formstabil gestaltbare Lagerteil für eine exakte Zentrierung und
damit für
einen unwuchtfreien Rundlauf des einen Hohlkörper bildenden und aus Kunststoff
bestehenden und dadurch an sich labileren Schmutzfangteils sorgt.
Die bei der Rotation des Rotors im Betrieb der Zentrifuge entstehende
Fliehkraft sorgt dabei sogar dafür,
daß sich
die Konturen des Schmutzfangteils an die jeweils zugehörigen, in
ihrer Form und Lage stabilen Konturen des Lagerteils anlegen, so
daß durch
die Rotation des Rotors der Schmutzfangteil eine exakt rotationssymmetrische
Form zwangsläufig
annimmt und bei der Rotation des Rotors beibehält. Damit kann der Schmutzfangteil
aus Kunststoff relativ leicht und mit relativ geringen Materialstärken gefertigt
werden, ohne daß die
Gefahr von leistungsvermindernden Unwuchten auftritt, was sowohl
bei der Herstellung als auch im Betrieb der Zentrifuge vorteilhaft
ist. Das Anlegen der Konturen des Schmutzfangteils an die Konturen
des Lagerteils unter der Wirkung der Fliehkraft im Betrieb der Zentrifuge
vermindert zudem vorteilhaft durch den hierdurch erzeugten Kraftfluß Mikrobewegungen
zwischen Lagerteil und Schmutzfangteil. Dies wirkt einem Materialabtrag
und Verschleiß in
diesem Bereich durch Wirkung von z.B. von außen eingetragenen Schwingbeschleunigungen
entgegen.
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Eine
erste Ausgestaltung sieht weiter vor, daß die formschlüssigen Konturen
durch Ringbereiche gebildet sind. Hierdurch kann besonders wirkungsvoll
eine exakt runde Form des Schmutzfangteils bei der Rotation des
Rotors gewährleistet
werden.
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Weiter
wird vorgeschlagen, daß der
Lagerteil aus Metall oder Kunststoff besteht und axial oben und/oder
axial unten (je) einen zur Drehachse konzentrischen Ringbereich
aufweist, daß der
Schmutzfangteil aus Kunststoff besteht und axial oben und/oder axial
unten einen Ringbereich aufweist und daß im zusammengesteckten Zustand
von Lagerteil und Schmutzfangteil (jeweils) der Ringbereich des Lagerteils
den Ringbereich des Schmutzfangteils radial außen umfaßt.
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In
weiterer Ausgestaltung ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß der Ringbereich
des Lagerteils in seiner Umfangsrichtung gesehen durchgehend verlaufend
oder als Folge von zwei oder mehr Ringabschnitten ausgeführt ist.
Seine Funktion der Zentrierung des Schmutzfangteils erfüllt der
Ringbereich in jeder der beiden vorgenannten Ausgestaltungen. Je
nach Art und Weise der Herstellung des Lagerteils kann die eine
oder die andere Ausführung
herstellungstechnisch vorteilhafter sein.
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In
analoger Weise kann der Ringbereich des Schmutzfangteils in seiner
Umfangsrichtung gesehen durchgehend verlaufend oder als Folge von
zwei oder mehr Ringabschnitten ausgeführt sein.
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In
einer Ausführung
des Rotors ist vorgesehen, daß der/jeder
Ringbereich des Schmutzfangteils bei Stillstand des Rotors ein Ausgangsmaß d seines Außendurchmessers
aufweist, das kleiner als der Innendurchmesser D oder gleich dem
Innendurchmesser D des Ringbereichs des Lagerteils ist, und daß bei Rotation
des Rotors im Betrieb der Zentrifuge der/jeder Ringbereich des Schmutzfangteils
in seinem Außendurchmesser
durch Fliehkraftwirkung auf den Durchmesser D aufweitbar ist. In
dieser Ausführung
ist das Montieren und Demontieren des Rotors besonders leicht, weil
zunächst
ein Montagespiel entsprechend der Maßdifferenz zwischen dem Innendurchmesser
D und dem Ausgangsmaß d
des Außendurchmessers
oder zumindest kein Übermaß des Außendurchmessers
d relativ zum Innendurchmesser D vorliegt. Im Betrieb der Zentrifuge
sorgt dann die Rotation des Rotors und die so erzeugte Fliehkraft
zwangsläufig
dafür,
daß sich
der Außendurchmesser
des Schmutzfangteils von seinem Ausgangsmaß d bis auf den Innendurchmesser
D des Ringbereichs des Lagerteils vergrößert, wodurch dann eine umlaufende
Anlage der beiden Ringbereiche von Schmutzfangteil und Lagerteil
aneinander gewährleistet
ist. Die gegenseitige Anlage sorgt für eine rotationssymmetrische
Form des Schmutzfangteils und für
einen guten Rundlauf ohne Unwuchten. Im Stillstand des Rotors kann
sich der Außendurchmesser des
Ringbereichs des Schmutzfangteils wieder auf sein Ausgangsmaß d verringern,
wodurch dann auch eine leichtgängige
Demontage des Schmutzfangteils vom Lagerteil möglich ist.
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Alternativ
zu der zuvor beschriebenen Ausführung
besteht die Möglichkeit,
daß der/jeder
Ringbereich des Schmutzfangteils bei Stillstand des Rotors ein Ausgangsmaß d seines
Außendurchmessers aufweist,
das größer als
der Innendurchmesser D des Ringbereichs des Lagerteils ist, und
daß nach dem
axialen Aufstecken des Schmutzfangteils auf den Lagerteil deren
Ringbereiche unter Vorspannung miteinander in Eingriff stehen. Dabei
ist die Durchmesserdifferenz d-D selbstverständlich auf solche Werte begrenzt,
bei denen noch ein problemloses Zusammenstecken und Trennen von
Lagerteil und Schmutzfangteil möglich
ist.
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Weiter
ist vorgesehen, daß der
Lagerteil oben einen rohrförmigen,
nach oben offenen Endabschnitt als Ringbereich aufweist und daß der Schmutzfangteil
oben einen zentralen, axial nach innen weisenden, in den Endabschnitt
eingreifenden Kragen als Ringbereich aufweist. In dieser Ausführung ragt
der Kragen in den rohrförmigen
Endabschnitt hinein; dadurch sind die beiden zusammenwirkenden Ringbereiche
im oberen Teil des Rotors sehr einfach und doch wirkungsvoll ausgebildet, so
daß bei
der Herstellung des Rotors für
die Realisierung der Ringbereiche kein großer zusätzlicher Herstellung- und Bearbeitungsaufwand
anfällt.
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Um
den Schmutzfangteil im Betrieb der Zentrifuge auf dem Lagerteil
zu sichern und um diese beiden Teile an einer unerwünschten
Relativbewegung zu hindern, ist weiter vorgesehen, daß der den
Ringbereich bildende Endabschnitt und der den Ringbereich bildende
Kragen mit zusammenwirkenden, eine zur Entnahme des Schmutzfangteils
lösbare
Rastverbindung bildenden Rastmitteln ausgestattet sind. Die Rastverbindung
ist vorzugsweise manuell lösbar, um
im Sinne einer einfachen Handhabung und eines schnellen Aus- und Einbaus des
Schmutzfangteils auf Betätigungswerkzeuge
bei der Wartung verzichten zu können.
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In
weiterer Ausgestaltung der zuvor erwähnten Rastverbindung weist
bevorzugt der den Ringbereich bildende Kragen zwei nach oben über den Schmutzfangteil
vorragende Betä tigungsarme
für ein manuelles
Lösen der
Rastverbindung auf. Mit diesen Betätigungsarmen wird eine einfache
Trennung des Schmutzfangteils vom Lagerteil ohne Hilfswerkzeuge ermöglicht,
was für
eine schnelle, zeitsparende Wartung der Zentrifuge vorteilhaft ist.
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Eine
abgewandelte Ausführung
sieht vor, daß der
Lagerteil oben einen ringförmigen,
nach unten offenen Aufsatz als Ringbereich aufweist und daß der Schmutzfangteil
oben einen zentralen, axial nach außen weisenden, in den Aufsatz
eingreifenden Kragen als Ringbereich aufweist. In dieser Ausführung kann
der Aufsatz vorteilhaft zugleich dazu genutzt werden, den Rotor
auf der Achse gegen unerwünschte
axiale Bewegungen zu sichern.
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Die
am Lagerteil und am Schmutzfangteil vorgesehenen formschlüssigen Konturen
können statt
durch Ringbereiche alternativ durch axiale Vorsprünge einerseits
und korrespondierende Ausnehmungen andererseits gebildet sein. Dabei
können
die Vorsprünge
und Ausnehmungen konzentrisch oder auch exzentrisch zur Drehachse
des Rotors liegen, da dies für
die Funktion der Konturen hier ohne Belang ist. Die axialen Vorsprünge können dem
Lagerteil oder dem Schmutzfangteil zugeordnet sein; auch eine Zuordnung
der axialen Vorsprünge
teils zum Lagerteil und teils zum Schmutzfangteil ist möglich. Die korrespondierenden
Durchbrechungen sind dann jeweils entsprechend im anderen Teil vorgesehen.
Damit weist diese Ausführung
eine besondere Gestaltungsfreiheit hinsichtlich der Lage der Vorsprünge und
Ausnehmungen auf, was bei manchen Rotorbauarten von Vorteil sein
kann.
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Eine
herstellungstechnisch einfache und damit günstige Form ergibt sich, wenn
die axialen Vorsprünge
durch Zap fen und die korrespondierenden Ausnehmungen durch Bohrungen
gebildet sind.
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Weiter
ist bevorzugt vorgesehen, daß die formschlüssigen Konturen
in Radialrichtung gesehen in der inneren Hälfte, vorzugsweise im inneren
Drittel, des Radius von Lagerteil und Schmutzfangteil angeordnet
sind. Durch diese radial relativ weit innen liegende Anordnung der
formschlüssigen
Konturen werden diese bei der Rotation des Rotors weniger stark
durch Fliehkräfte
beansprucht, was hier relativ kleine Materialstärken erlaubt und damit Gewicht spart.
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In
einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Rotors ist vorgesehen,
daß der Schmutzfangteil
Antriebsmittel zum Antreiben des Rotors umfaßt.
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Eine
diesbezügliche
Weiterbildung schlägt vor,
daß der
Lagerteil einen zentralen Rohrkörper
mit zwei radial nach außen
verlaufenden Durchbrechungen aufweist und daß der Schmutzfangteil zwei
dichtend mit den Durchbrechungen verbundene, zu jeweils einer Rückstoßdüse führende Ölkanäle umfaßt. In dieser
Ausgestaltung des Rotors sind die Rückstoßdüsen Teil des Schmutzfangteils,
so daß bei
jeder Erneuerung des Schmutzfangteils im Zuge einer Wartung der
Zentrifuge auch neue Rückstoßdüsen in den
Rotor eingebaut werden, was für
eine zuverlässige
Funktion vorteilhaft ist.
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Alternativ
wird vorgeschlagen, daß der
Lagerteil Antriebsmittel zum Antreiben des Rotors umfaßt. In dieser
Ausführung
wird also der Lagerteil gleichzeitig zum Antriebsteil des Rotors.
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Eine
diesbezügliche
bevorzugte Weiterbildung sieht vor, daß der Lagerteil einen zentralen,
einen Schmierölkanal bildenden
Rohrkörper
und zwei sich vom Rohrkörper
radial nach außen
erstreckende Düsenarme
mit je einem zu jeweils einer Rückstoßdüse führenden Ölkanal umfaßt und daß die formschlüssigen Konturen
des Lagerteils zumindest zum Teil an den Düsenarmen ausgebildet oder getragen sind.
In dieser Ausführung
des Rotors kann der Schmutzfangteil, der bei der Wartung der Zentrifuge erneuert
wird, besonders einfach und dadurch auch besonders kostengünstig hergestellt
werden, weil er keine Antriebsmittel umfaßt. Der hier gleichzeitig den Antriebsteil
bildende Lagerteil kann als hochwertiges Lebensdauerbauteil ausgeführt werden
und auf Dauer in der Zentrifuge verbleiben. Zugleich können hier auf
sowohl räumlich
als auch herstellungstechnisch günstige
Art und Weise die formschlüssigen
Konturen des Lagerteils integriert werden.
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In
weiterer Ausgestaltung ist vorgesehen, daß die formschlüssigen Konturen
des Lagerteils zusätzlich
an radial vom Rohrkörper
nach außen
laufenden Tragarmen getragen sind. Diese Tragarme sind insbesondere
zwischen den Düsenarmen
vorgesehen, um in Umfangsrichtung des Lagerteils in gleichmäßigen Abständen und
an mehreren Stellen eine Fixierung der formschlüssigen Konturen, z.B. des lagerteilseitigen
Ringbereichs, zu erzielen und so seine exakte Form und Lage auch über lange
Betriebszeiten des Rotors sicherzustellen.
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Weiterhin
ist vorgesehen, daß der
Schmutzfangteil unten einstückig
mit einem zentralen, axial nach außen weisenden Kragen als Ringbereich
ausgeführt
ist. Auch dieser unten am Schmutzfangteil vorgesehene Kragen läßt sich
einfach herstellen, so daß auch
hierfür
kein nennenswerter zusätzlicher Herstellungsaufwand
anfällt.
Außerdem
läßt sich
dieser axial nach außen
weisende Kragen im unteren Teil des Schmutzfangteils durch einfache
axiale Be wegung des Schmutzfangteils relativ zum Lagerteil in und
außer
Eingriff mit einem zugehörigen
Ringbereich des Lagerteils bringen.
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Um
den Schmutzfangteil möglichst
kostengünstig
in großen
Stückzahlen
herstellen zu können, schlägt die Erfindung
weiter vor, daß der
Schmutzfangteil aus zwei jeweils einstückigen Spritzgußteilen besteht,
die in einer senkrecht zu der Drehachse des Rotors liegenden Ebene
dicht miteinander verbunden sind.
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Bevorzugt
ist dabei weiter vorgesehen, daß die
beiden Spritzgußteile
des Schmutzfangteils miteinander verschweißt sind. Dieses Verschweißen ist besonders
günstig,
wenn der Kunststoff, aus dem die beiden Spritzgußteile des Schmutzfangteils
bestehen, ein thermoplastischer Kunststoff ist. Beispielsweise ist
der Kunststoff Polyamid (PA) dafür
geeignet.
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Eine
weitere Maßnahme
zur Erzielung einer kostengünstigen
Fertigung besteht darin, daß vorzugsweise
der Rohrkörper
mit den Düsenarmen
und den Ringtragarmen ein einstückiges
Druckgußteil oder
Spritzgußteil
ist. Als Material ist hier insbesondere ein Leichtmetall, wie Aluminium
oder Magnesium, vorteilhaft einzusetzen. Alternativ können hierfür als Material
auch entsprechend belastbare und stabile Kunststoffe eingesetzt
werden, z.B. Polyphenylensulfide (PPS) oder Duroplaste.
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Gegenstand
der vorliegenden Erfindung ist weiterhin eine Zentrifuge, die dadurch
gekennzeichnet ist, daß sie
einen Rotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche aufweist. Eine solche Zentrifuge ist
im Betrieb besonders wirtschaftlich, zuverlässig und leise.
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Besonders
gut kommen diese Vorteile zum Tragen, wenn die Zentrifuge eine Zentrifuge
für die Reinigung
des Schmieröls
einer Brennkraftmaschine, z.B. eines Kraftfahrzeuges, ist.
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Im
folgenden werden Ausführungsbeispiele der
erfindungsgemäßen Zentrifuge
anhand einer Zeichnung erläutert.
Die Figuren zeigen:
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1 eine
Zentrifuge mit einem Rotor in einer ersten Ausführung im Längsschnitt,
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2 den
Rotor in einer geänderten
Ausführung
in perspektivischer, teilweise auseinandergezogener Ansicht von
Lagerteil und Schmutzfangteil des Rotors,
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3 den
unteren Teil des Rotors aus 2 im zusammengebauten
Zustand im Längsschnitt,
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4 den
Rotor aus 2 im zusammengebauten Zustand
im Längsschnitt,
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5 den
in 4 unten eingekreisten Bereich V in vergrößerter Darstellung,
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6 den
in 4 oben eingekreisten Bereich VI in vergrößerter Darstellung,
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7 den
oberen Bereich des Rotors aus 4 in einer
perspektivischen, teils aufgeschnittenen Darstellung,
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8 eine
Zentrifuge mit dem Rotor in einer weiteren Ausführung im Längsschnitt,
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9 einen
Ausschnitt aus dem oberen Bereich des Rotors aus 8 in
einer vergrößerten Schnittdarstellung,
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10 den
unteren Bereich des Lagerteils des Rotors in einer geänderten
Ausführung
in Ansicht schräg
von unten,
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11 das
Unterteil des Schmutzfangteils in einer zum Lagerteil gemäß 10 passenden
Ausführung
in Ansicht schräg
von unten,
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12 den
unteren Bereich des Lagerteils des Rotors in einer weiteren Ausführung in
Ansicht schräg
von unten,
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13 das
Unterteil des Schmutzfangteils in einer zum Lagerteil gemäß 12 passenden
Ausführung
in Ansicht schräg
von unten,
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14 den
unteren Bereich des Lagerteils des Rotors in einer gegenüber der
Ausführung
nach 12 leicht abgewandelten Ausführung in Ansicht schräg von unten,
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15 den
Lagerteil des Rotors in einer weiteren Ausführung in Ansicht schräg von oben
und
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16 das
Unterteil des Schmutzfangteils in einer zum Lagerteil gemäß 15 passenden
Ausführung
in Ansicht schräg
von unten.
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Die
Zentrifuge 1 gemäß 1 umfaßt ein Gehäuse 10,
dessen oberer Teil durch einen abschraubbaren Deckel 14 gebildet
ist. Das Gehäuse 10 besitzt
dazu ein Innengewinde 11, in das ein Außengewinde 16 des
Deckels 14 eingreift. In das Gehäuse 10 ist hier ein
Gehäuseteil 10' eingesetzt,
der in seinem Zentrum eine Achsaufnahme 12 mit einem Innengewinde
aufweist. In die Achsaufnahme 12 ist eine Achse 5 mittels
eines unteren Gewindeendes 50 eingeschraubt. Die Achse
erstreckt sich nach oben und ist mittels eines oberen, separat eingepreßten Achsendes 50' im Deckel 14 innenseitig
zentrierend gehalten.
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Auf
der Achse 5 ist unter Zwischenlage je eines unteren und
oberen Gleitlagers 51, 52 ein Rotor 2 drehbar
gelagert.
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Der
Rotor 2 besteht aus einem zentralen Lagerteil 3 und
einem lösbar
mit dem Lagerteil 3 verbundenen Schmutzfangteil 4.
Der Schmutzfangteil 4 kann bei geöffnetem Deckel 14 in
Axialrichtung nach oben vom Lagerteil 3 abgezogen und durch
einen neuen Schmutzfangteil 4 ersetzt werden. Auf diese Weise
können
beladene Schmutzfangteile 4 regelmäßig und auf einfache Art und
Weise ersetzt werden.
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Der
Lagerteil 3 ist ein Lebensdauerbauteil der Zentrifuge 1 und
verbleibt dauerhaft auf der Achse 5. Aus Stabilitätsgründen besteht
der Lagerteil hier aus Metall.
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Insbesondere
aus Gewichtsgründen
und zur Erzielung niedriger Herstellungskosten sowie zwecks einfacher
Entsorgung besteht hier der Schmutzfangteil 4 aus Kunststoff.
Außerdem
besteht der Schmutzfangteil 4 hier aus einem Oberteil 41 und
einem Unterteil 42, die entlang einer in Umfangsrichtung
laufenden Schweißnaht 40 miteinander
dicht verschweißt
sind. In dem Ausführungsbeispiel
gemäß 1 umfaßt das Unterteil 42 des
Schmutzfangteils 4 auch die Antriebsmittel für den Rotor 2,
die hier durch zwei in das Unterteil 42 integrierte Ölkanäle 33 mit
je einer Rückstoßdüse 34 an
ihrem radial äußeren Ende
gebildet sind.
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Der
Lagerteil 3 besteht zu einem axial großen Teil aus einem Rohrkörper 30.
An seinem axial oberen Ende bildet der Rohrkörper 30 des Lagerteils 3 einen
oberen Ringbereich 35, in den ein oberer Ringbereich 45 des
Schmutzfangteils 4 eingreift. Der Ringbereich 45 des
Schmutzfangteils 4 wird hier durch einen axial nach unten
weisenden Kragen gebildet, dessen Außendurchmesser dem Innendurchmesser
des Ringbereichs 35 des Lagerteils 3 entspricht
oder geringfügig
kleiner ist als dieser.
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Durch
in der Zeichnung nicht eigens dargestellte, an sich bekannte Mittel
ist der Rotor 2 auf der Achse 5 gegen eine unzulässige Verschiebung
in Axialrichtung nach oben gesichert.
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An
seinem unteren Endbereich ist der Lagerteil 3 mit einem
unteren Ringbereich 36 ausgeführt, in den ein axial nach
unten weisender zweiter Ringbereich 46 des Schmutzfangteils 4 radial
innen eingreift. Bei Rotation des Rotors 2 im Betrieb der
Zentrifuge 1 legen sich in Folge der Fliehkraft der obere
Ringbereich 45 und der untere Ringbereich 46 des
Schmutzfangteils 4 in radiale Anlage an den oberen Ringbereich 35 und
den unteren Ringbereich 36 des Lagerteils 3. Da
dieser Lagerteil 3 aus einem formstabilen Metall besteht,
ergibt sich auf diese Weise eine exakt zentrierte Ausrichtung des
Schmutzfangteils 4 relativ zum Lagerteil 3 und
damit auch relativ zur Rotationsachse 20 des Rotors 2,
was zu einem guten Rundlauf des Rotors führt, auch wenn dessen Schmutzfangteil 4 aus
einem weniger formstabilen Material, insbesondere Kunststoff, besteht.
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Um
ein Durchströmen
des Rotors 2 mit Schmieröl erst dann freizugeben, wenn
der Schmieröldruck
einen bestimmten Mindestwert erreicht hat, ist bei der Zentrifuge 1 gemäß 1 ein
an sich bekanntes Mindestdruckventil 7 vorgesehen. Dieses Mindestdruckventil 7 ist
im unteren Teil der Achse 5 angeordnet und öffnet oder
schließt
entsprechend dem jeweils anliegenden Schmieröldruck einen Einlaß 18,
der zentral in dem Gehäuseteil 10' unterhalb des
unteren Achsendes 50 der hohlen Achse 5 vorgesehen
ist.
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Wenn
der Schmieröldruck
ausreichend groß ist
und das Mindestdruckventil 7 geöffnet ist, strömt Schmieröl durch
den Einlaß 18 in
einen zentralen Kanal 53, der die Achse 5 in deren
Längsrichtung
durchsetzt. Der Schmierölstrom
wird dann in zwei Schmierölteilströme aufgeteilt.
Ein erster Teilstrom fließt
durch mindestens einen ersten radialen Kanal 54.1 aus dem
Bereich unmittelbar oberhalb des Mindestdruckventils 7 in
Radialrichtung nach außen
und weiter durch zwei radiale Durchbrechungen 32 durch den
Lagerteil 3 radial von innen nach außen hindurch, um schließlich in
zwei deckungsgleich mit den radialen Durchbrechungen 32 ausgerichtete Ölkanäle 33 zu
gelangen, die zu den Rückstoßdüsen 34 führen.
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Ein
zweiter Schmierölteilstrom
fließt
durch den zentralen Kanal 53 in der Achse 5 weiter
nach oben und tritt nahe dem oberen Ende der Achse 5 durch
einen zweiten radialen Kanal 54.2 in einen Ringkanal 30' über. Dieser
Ringkanal 30' wird
radial innen durch den Außenumfang
der Achse 5 und radial außen durch den Innenumfang des
Rohrkörpers 30 des
Lagerteils 3 begrenzt. Unmittelbar unterhalb des oberen
Gleitlagers 52 geht mindestens ein in Radialrichtung verlaufender,
hier als Bohrung ausgeführter Öleinlaß 44 aus
dem Ringspalt 30' in
das Innere des Schmutzfangteils 4. Das zu reinigende Schmieröl durchströmt dann
den Schmutzfangteil 4 in Axialrichtung gesehen von oben
nach unten; im Unterteil 42 des Schmutzfangteils 4 ist
radial innen ein hier nicht vollständig sichtbarer Ölauslaß 47 vorgesehen,
durch den das gereinigte Schmieröl
in einen drucklosen Ölablaufbereich 13 des
Gehäuses 10 gelangt.
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Das
obere Gleitlager 52 wird durch mindestens einen hier nicht
eigens dargestellten Kanal mit Schmieröl versorgt, wie dies an sich
bekannt ist.
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Um
eine gegenseitige Störung
zwischen den aus den Rückstoßdüsen 34 austretenden Ölstrahlen und
dem aus dem Aus-laß 47 austretenden Ölteilstrom
zu vermeiden, sind auf der Oberseite des Gehäuseteils 10' entweder, wie
in der rechten Hälfte
von 1 dargestellt, Umlenkrippen 17 oder,
wie in der linken Hälfte
von 1 gezeigt, eine parallel zur Oberseite des Gehäuseteils 10' verlaufende
Abschirmscheibe 17' vorgesehen.
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Die 2 zeigt
einen Rotor 2 einer Zentrifuge in einer gegenüber der 1 geänderten
Ausführung,
wobei in 2 der Lagerteil 3 und
der Schmutzfangteil 4 während
ihres Zusammenbaus oder Trennens in einem nur teilweise zusammengesteckten
Zustand in perspektivischer Ansicht dargestellt sind.
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Im
unteren Teil der 2 ist der untere Abschnitt des
Lagerteils 3 erkennbar. Der obere, zentrale Bereich des
Lagerteils 3 wird durch den Rohrkörper 30 gebildet,
der hier zum Teil im Schmutzfangteil 4 liegt. Nahe dessen
unterem Ende gehen vom Rohrkörper 30 in
zwei einander entgegengesetzten radialen Richtungen zwei Düsenarme 31 ab,
die an ihrem Ende jeweils mit einer separat angebrachten Rückstoßdüse 34 ausgestattet
sind.
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An
den beiden Düsenarmen 31 sowie
an zwei zwischen den Düsenarmen 31 angeordneten Tragarmen 36 ist
der untere Ringbereich 36 des Lagerteils 3 gehalten.
Der Ringbereich 36 hat hier die Form einer Kreisringscheibe
mit einer radial nach innen weisenden, umlaufenden Innenumfangsfläche.
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Im
oberen Teil der 2 ist der Schmutzfangteil 4 des
Rotors 2 sichtbar, der durch axiales Aufstecken mit einer
Verschiebungsrichtung von oben nach unten relativ zum Lagerteil 3 mit
diesem verbunden wird. Bei der Bewegung des Schmutzfangteils 4 in
Axialrichtung nach unten gelangt der untere Ringbereich 46 des
Schmutzfangteils 4 in Eingriff mit dem unteren Ringbereich 36 des
Lagerteils 3. Gleichzeitig gelangen die Düsenarme 31 in
zwei formangepaßte
Eintiefungen an der Unterseite des Schmutzfangteils 4,
wodurch die beiden Teile 3 und 4 verdrehfest zueinander
gehalten werden.
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Im
zusammengebauten Zustand liegt dann der Ringbereich 46,
der hier aus insgesamt vier aneinander mit geringem Abstand anschließenden Abschnitten 46' gebildet ist,
an der Innenumfangsfläche des
Ringbereichs 36 des Lagerteils 6 an und wird durch
diesen in seiner Lage exakt zentriert. Dabei wird diese Zentrierung
bei Drehung des Rotors 2 im Betrieb der Zentrifuge 1 sogar
noch verbessert, weil die auftretenden Zentrifugalkräfte für eine exakte
Anlage der Außenumfangsfläche des
Ringbereichs 46 des Schmutzfangteils 4 an der
Innenumfangsfläche des
Ringbereichs 36 des Lagerteils 3 sorgen.
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Schließlich ist
aus der 2 noch ersichtlich, daß der Schmutzfangteil 4 aus
dem Oberteil 41 und dem Unterteil 42 besteht,
die entlang der Schweißnaht 40 dicht
und dauerhaft miteinander verbunden sind.
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In 3 ist
in vergrößerter Ausschnittsdarstellung
der untere Bereich des Rotors 2 aus 2 in dessen
endgültig
zusammengebautem Zustand in Längsschnitt
dargestellt. Im Zentrum liegt der Lagerteil 3, von dem
hier nur der untere Bereich des Rohrkörpers 30 sichtbar
ist. Links in 3 ist einer der Düsenarme 31 mit
dem durch diesen verlaufenden Ölkanal 33 sichtbar.
In der rechten Hälfte
der 2 läuft
der Schnitt nicht durch den zweiten Düsenarm, weil die Schnittrichtung
hier um die Rotationsachse 20 des Rotors 2 (vgl. 1)
in Umfangsrichtung verdreht ist.
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Radial
außen
von dem Rohrkörper 30 ist
ein kleiner Teil des Unterteils 32 des Schmutzfangteils 4 erkennbar.
Unten rechts in 3 ist radial innen der untere
Ringbereich 46 des Schmutzfangteils 4 sichtbar;
radial unmittelbar außen
davon liegt der untere Ringbereich 36 des Lagerteils 3.
Hier wird anschaulich sichtbar, daß die Außenumfangsfläche des
Ringbereichs 46 des Schmutzfangteils 4 sich an
die Innenumfangsfläche
des Ringbereichs 36 des Lagerteils 3 anlegt.
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Außerdem veranschaulicht
die 3, daß die
Düsenarme 31 über einen
Teil ihrer Länge
im Unterteil 42 des Schmutzfangteils 4 liegen,
womit auf einfache Weise eine verdrehsichere Positionierung von
Schmutzfangteil 4 und Lagerteil 3 relativ zueinander
im vollständig
zusammengesteckten Zustand erreicht wird. Damit können unerwünschte Relativbewegungen
von Lagerteil 3 und Schmutzfangteil 4 relativ
zueinander in Umfangsrichtung nicht auftreten.
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4 zeigt
einen weiteren Rotor 2 in einem Längsschnitt. Auch hier besteht
der Rotor 2 aus dem zentralen Lagerteil 3 und
dem damit verbundenen Schmutzfangteil 4.
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Der
Lagerteil 3 besitzt auch hier einen zentralen Rohrkörper 30,
dessen oberes Ende als oberer Ringbereich 35 ausgestaltet
ist und an dessen unterem Endbereich der untere Ringbereich 36 vorgesehen
ist.
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Der
Schmutzfangteil 4 besteht auch hier aus zwei Teilen, nämlich dem
topfförmigen
Oberteil 41 und dem Unterteil 42, die entlang
der Schweißnaht 40 miteinander
verbunden sind. Im Zentrum des Oberteils 41 ist als oberer
Ringbereich 45 des Schmutzfangteils 4 ein axial
nach innen weisender Kragen angeformt, der in den oberen Ringbereich 35 des
Lagerteils 3 radial innen eingreift. In diesem Bereich
ist außerdem
bei dieser Ausführung
des Rotors 2 ein Wälzlager
als oberes Lager 52 im Inneren des Rohrkörpers 30 angeordnet.
Unmittelbar unter dem Lager 52 ist der Öleinlaß 44 ausgebildet,
der zur Einleitung des zu reinigenden Schmieröls in das Innere des Schmutzfangteils 4 dient.
-
Am
Unterteil 42 des Schmutzfangteils 4 ist als unterer
Ringbereich 46 ein axial nach unten weisender Kragen einstückig angeformt.
Im zusammengebauten Zustand, wie ihn die 4 zeigt,
liegt der untere Ringbereich 46 des Unterteils 42 radial
innen am Innenumfang des unteren Ringbereichs 36 des Lagerteils 3 an.
Auf diese Weise wird der Schmutzfangteil 4 oben und unten
relativ zum Lagerteil 3 exakt zentriert. Da der in sich
sehr formstabile Lagerteil 3 relativ zur Drehachse 20 exakt
zentriert gelagert ist, wird auch der Schmutzfangteil 4 exakt
zur Drehachse 20 des Rotors 2 zentriert.
-
5 zeigt
in vergrößerter Darstellung
den in 4 eingekreisten unteren Bereich V. Im Zentrum
von 5 ist der untere Teil des Lagerteils 3 mit dem
Rohrkörper 30 erkennbar.
Außerdem
ist hier eine der radialen Durchbrechungen 32 erkennbar, die
in einen der beiden Ölkanäle 33 führt, die
durch die Düsenarme 31 verlaufen.
Unten und radial außen in 5 ist
der Ringbereich 36 des Lagerteils 3 im Schnitt
sichtbar.
-
Radial
außen
vom Lagerteil 3 liegt der untere Teil des Schmutzfangteils 4,
der radial innen den axial nach unten weisenden unteren Ringbereich 46 als einstückig an
das Unterteil 42 angeformten Kragen aufweist. Auch hier
wird deutlich, daß sich
im zusammengebauten Zustand des Rotors 2 der Außenumfang
des unteren Ringbereichs 46 des Schmutzfangteils 4 an
den Innenumfang des formstabilen unteren Ringbereichs 36 des
Lagerteils 3 anlegt, wodurch der Schmutzfangteil 4 relativ
zum Lagerteil 3 und relativ zur Drehachse 20 zentriert
wird.
-
Dabei
hat hier der Ringbereich 36 einen Innendurchmesser D, der
dem Außendurchmesser
d des Ringbereichs 46 angepaßt ist. Der Außendurchmesser
d des Ringbereichs 46 kann auch in seinem Grundzustand
bei Stillstand des Rotors 2 ein Maß aufweisen, das um ein Montagespiel
kleiner ist als der Innendurchmesser D; die Fliehkraft bei Rotation des
Rotors 2 sorgt dann für
ein Aufweiten des Außendurchmessers
d auf den Innendurchmesser D.
-
Außerdem ist
in 5 der Verlauf des Auslasses 47 erkennbar,
durch den das Schmieröl
aus dem Inneren des Schmutzfangteils 4 in den drucklosen
Bereich des Inneren des Gehäuses
der Zentrifuge übertritt.
-
6 zeigt
in vergrößerter Darstellung
den in 4 eingekreisten oberen Bereich VI. Auch hier liegt
im Zentrum von 6 der Lagerteil 3,
nun mit dem oberen Bereich seines Rohrkörpers 30. Das obere
Ende dieses Rohrkörpers 30 bildet
den oberen Ringbereich 35 des Lagerteils 3.
-
Mit
dem Ringbereich 35 wirkt der obere Ringbereich 45 des
Oberteils 41 des Schmutzfangteils 4 zusammen,
wobei auch hier der Außenumfang
des Ringbereichs 45 am Innenumfang des Ringbereichs 35 anliegt.
Dabei wird die Anlage bei Rotation des Rotors 2 (vgl. 4)
durch die auftretende, auf den Schmutzfangteil 4 wirkende
Fliehkraft noch hinsichtlich ihrer Exaktheit positiv beeinflußt.
-
Unterhalb
der beiden Ringbereiche 35 und 45 ist das obere
Lager 52 in Form eines Wälzlagers angeordnet. Unter
dem Wälzlager 52 liegt
der Einlaß 44,
durch den das zu reinigende Schmieröl in das Innere des Schmutzfangteils 4 gelangt.
Im Inneren des Schmutzfangteils 4 sind hier in Umfangsrichtung
regelmäßig voneinander
beabstandete, radial verlaufende Leitwände 48 vorgesehen,
die radial innen im Abstand vom Rohrkörper 30 des Lagerteils 3 enden.
-
Schließlich sind
ganz oben im Zentrum von 6 noch Rastmittel 39, 49 sichtbar,
die dazu dienen, den Schmutzfangteil 4 rastend, jedoch
manuell leicht lösbar
mit dem Lagerteil 3 zu verbinden. Zum Lösen der Rastverbindung dienen
hier Betätigungsarme 49', die nach oben
hin über
die Oberseite des Oberteils 41 des Schmutzfangteils 4 vorstehen,
wobei in dem Schnitt in 6 nur einer dieser Betätigungsarme 49' erkennbar ist.
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7 schließlich zeigt
den oberen Bereich des Rotors 2 gemäß 4 in einer
perspektivischen, teilweise ge schnittenen Darstellung. Im unteren
Teil der 7 ist der obere Bereich des
Lagerteils 3 erkennbar, hier dessen Rohrkörper 30 mit
dem Einlaß 44 für den Übertritt
des Schmieröls
in das Innere des Schmutzfangteils 4.
-
Im
oberen rechten Bereich von 7 ist ein Teil
des Oberteils 41 des Schmutzfangteils 4 erkennbar,
wobei das Oberteil 41 hier aufgeschnitten ist, um den im
Inneren des Schmutzfangteils 4 liegenden Lagerteil 3 sichtbar
zu machen.
-
Das
obere Ende des Rohrkörpers 30 ist
mit dem oberen Ringbereich 35 ausgebildet, in den der obere
Ringbereich 45 des Schmutzfangteils 4 eingreift.
Die zuvor schon erwähnten
Rastmittel sind hier konkret durch eine im Innenumfang des Ringbereichs 35 eingeformte
Rastnut 39 und durch einen zur Rastnut 39 passenden
Rastwulst 49 am Außenumfang
des Ringbereichs 45 des Schmutzfangteils 4 gebildet.
-
Nach
oben hin ragen durch das Oberteil 41 des Schmutzfangteils 4 die
beiden Betätigungsarme 49' hervor. Wenn
diese von einer Bedienungsperson in Radialrichtung nach innen aufeinander
zu gedrückt werden,
gelangt der Rastwulst 49 aus der zugehörigen Rastnut 39 heraus
und der Schmutzfangteil 4 kann leichtgängig in Axialrichtung nach
oben von dem Lagerteil 3 abgezogen werden, um im Rahmen einer
Wartung der Zentrifuge einen erschöpften, mit Schmutzpartikeln
beladenen Schmutzfangteil 4 gegen einen frischen Schmutzfangteil 4 zu
tauschen.
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Weiterhin
sind bei dem in 7 dargestellten Lagerteil 3 an
diesem Positioniermittel 6 vorgesehen, die hier die Form
von zwei in Axialrichtung verlaufenden, eingetieften Nuten am Außenumfang
des Rohrkörpers 30 haben.
Oberhalb der einander diametral gegenüberliegenden Positioniermittel 6 sind zwei
aufeinander zu laufende Einlauf schrägen 61 angeformt,
die dazu dienen, den Schmutzfangteil 4 und den Lagerteil 3 bei
deren Zusammenfügen
in deren Umfangsrichtung positionsgerecht zueinander zu positionieren,
um sie dann in Axialrichtung in die endgültige Montageposition zu schieben.
In dieser endgültigen
Montageposition rasten die Rastmittel 39, 49 ein
und der Schmutzfangteil 4 ist dann in dieser Position auf
dem Lagerteil 3 sowohl in Axialrichtung als auch in Umfangsrichtung
gesichert.
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8 zeigt
ein Beispiel für
eine Zentrifuge 1 im Längsschnitt,
bei der sich der Rotor 2 aus einem Lager- und Antriebsteil 3 und
einem damit verbundenen Schmutzfangteil 4 zusammensetzt.
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Die
Zentrifuge 1 umfaßt
auch hier ein Gehäuse 10,
das oberseitig mit einem Schraubdeckel 14 verschlossen
ist. Der Schraubdeckel 14 besitzt hierzu ein Außengewinde 16,
das in ein hier nicht dargestelltes Innengewinde des Gehäuses 10 paßt.
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Im
Inneren des Gehäuses 10,
hier im wesentlich innerhalb des Deckels 14, ist der Rotor 2 drehbar
auf der Achse 5 gelagert. Die Achse 5 ist mit einem
unteren Gewindeende 50 in eine Achsaufnahme 12 eingeschraubt,
die zentral in einem Gehäuseteil 10' angebracht
ist. Mit ihrem oberen Ende 50' greift die Achse 5 zentrierend
in eine passende Eintiefung an der Innenseite des Deckels 14 ein.
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Auf
der Achse 5 sitzt mittels zweier Lager 51 und 52 der
Lager- und Antriebsteil 3, der hier einen Rohrkörper 30 umfaßt, von
dessen unterem Ende sich zwei Düsenarme 31 zueinander
entgegengesetzt radial nach außen
erstrecken. Durch jeden Düsenarm 31 läuft ein Ölkanal 33,
der am ra dial äußeren Ende
jedes Düsenarms 31 in
je eine Rückstoßdüse 34 mündet.
-
Der
Schmutzfangteil 4 ist auch bei diesem Ausführungsbeispiel
zweiteilig aus einem Oberteil 41 und einem Unterteil 42 zusammengesetzt,
die entlang einer Schweißnaht 40 dicht
miteinander verbunden sind. Im Inneren des Schmutzfangteils 4 können, wie
in der linken Hälfte
von 8 angedeutet ist, in Umfangsrichtung voneinander
beabstandete, in Radialrichtung verlaufende Leit- und Trennwände 48 vorgesehen
sein, die hier einstückig
mit der äußeren Umfangswand
des Oberteils 41 ausgeführt
sind und die radial innen in der Nähe des Außenumfangs des Rohrkörpers 30 frei
enden.
-
An
seinem zentralen oberen Bereich besitzt das Oberteil 41 einen
axial nach oben weisenden Kragen, der einen Ringbereich 45 bildet.
Radial außen
wird dieser Ringbereich 45 des Schmutzfangteils 4 von
einem Ringbereich 35 des Lager- und Antriebsteils 3 umfaßt. Der
Ringbereich 35 ist hier als separater Aufsatz in Ringform
ausgebildet, der unter Zwischenlage eines oberen Wälzlagers 52 auf
dem oberen Achsende 50' angebracht
ist. Durch den formstabilen Ringbereich 35 wird der Ringbereich 45 des
in sich labileren, aus Kunststoff bestehenden Schmutzfangteils 4 zentriert,
wobei bei einer Rotation des Rotors 2 diese Zentrierung
durch die auftretenden, auf den Ringbereich 45 wirkenden
Fliehkräfte
noch verbessert wird.
-
Im
Betrieb der Zentrifuge 1 gemäß 8 strömt durch
einen unten liegenden Einlaß 18 Schmieröl in einen
zentralen Kanal 53, der die Achse 5 in deren Längsrichtung
durchsetzt und der konzentrisch zu der Drehachse 20 des
Rotors 2 verläuft.
Im unteren Bereich des Kanals 53 gehen von diesem zwei
radiale Durchbrechungen 54.1 nach außen durch die Achse 5 hindurch
und münden
in einen Ringkanal 30',
der zwischen dem Außenumfang
der Achse 5 und dem Innenumfang des Rohrkörpers 30 liegt.
Ein erster Schmierölteilstrom
fließt
in die beiden Düsenarme
und deren Ölkanäle 33 und
tritt durch die Düsen 34 aus.
Hierdurch wird der Rotor 2 nach dem Rückstoßprinzip in Drehung um die
Drehachse 20 versetzt.
-
Ein
zweiter Schmierölteilstrom
fließt
durch den Ringkanal 30' nach
oben und gelangt über
eine Drosselstelle 37 und durch mindestens einen Einlaß 44 in
das Innere des Schmutzfangteils 4 nahe dessen oberem Ende.
Dieser zweite Schmierölteilstrom durchströmt den Schmutzfangteil 4 im
wesentlichen von oben nach unten und tritt dann durch einen unten und
radial innen liegenden Auslaß 47 aus
dem Schmutzfangteil 4 aus. Im Schmutzfangteil 4 sammeln
sich radial außen
infolge der auftretenden Fliehkräfte
die im Schmieröl
zugeführten
Schmutzpartikel und werden so aus dem Schmieröl abgeschieden.
-
Das
aus dem Schmutzfangteil 4 durch den Auslaß 47 austretende
Schmieröl
und das aus den Düsen 34 austretende
Schmieröl
vereinigen sich unterhalb des Rotors 2 in einem drucklosen
Bereich 13 der Zentrifuge 1 und strömen von
dort ab, beispielsweise in die Ölwanne
einer zugehörigen
Brennkraftmaschine.
-
Bei
abgeschraubtem Deckel 14 kann das obere Achsende 50 zusammen
mit dem oben vorgesehenen Wälzlager 52 und
dem außen
auf dem Lager 52 sitzenden, den Ringbereich 35 bildenden
Aufsatz in Axialrichtung nach oben abgezogen werden. Zusammen damit
oder danach kann der Schmutzfangteil 4 ebenfalls durch
axiales Abziehen nach oben vom Lager- und Antriebsteil 3 getrennt
und durch einen frischen Schmutzfangteil 4 ersetzt werden.
Nach Aufsetzen des obe ren Achsendes 50' mit dem Lager 52 und
dem Ringbereich 35 und nach Aufschrauben des Deckels 14 ist
die Zentrifuge 1 wieder einsatzbereit.
-
9 zeigt
einen vergrößerten Ausschnitt aus
dem oberen Bereich der 8. Rechts in 9 ist
die Drehachse 20 des Rotors angedeutet. Links davon ist
ein Teil der Achse 5 und des darauf aufgesetzten oberen
Achsendes 50' sichtbar.
Auf dem oberen Achsende 50' sitzt
das Lager 52 und radial außen auf diesem wiederum der
Aufsatz mit dem Ringbereich 35.
-
Im
unteren Teil der 9 ist der obere Endbereich des
Rohrkörpers 30 sichtbar,
der mit seinem oberen Ende in den Ringbereich 45 des Oberteils 41 des
Schmutzfangteils 4 hineinragt. Radial innen vom Rohrkörper 30 liegt
der Ringkanal 31'.
Der Ringbereich 45 des Oberteils 41 ragt radial
innen in den Ringbereich 35 hinein und wird durch letzteren
zentriert.
-
Ergänzend zu
der Ausführung
gemäß der 8 ist
bei der Ausführung
in 9 noch vorgesehen, daß die Ringbereiche 35 und 45 mit
zusammenwirkenden Rastmitteln 39 und 49 ausgestattet
sind. Diese Rastmittel treten miteinander in Eingriff, wenn das
obere Achsende 50' mit
dem Lager 52 und dem Ringbereich 35 in Axialrichtung
von oben nach unten auf das Oberteil 41 und dessen Ringbereich 45 aufgesetzt
wird. Dabei hintergreifen die Rastmittel 39 in Axialrichtung
gesehen die Rastmittel 49. Wenn bei einer Wartung der Zentrifuge
das obere Achsende 50 mit dem Lager 52 und dem
Ringbereich 35 in Axialrichtung nach oben abgezogen wird,
wird hierbei gleichzeitig der Schmutzfangteil 4 mit nach
oben genommen, weil über
die Rastmittel 39 und 49 axiale Zugkräfte übertragen
werden können.
-
Gleichzeitig
dienen die Ringbereiche 35 und 45 auch hier zur
Zentrierung des Schmutzfangteils 4 bei der Rotation des
Rotors im Betrieb der Zentrifuge.
-
Bei
den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen des Rotors 2 sind
die formschlüssig zusammenwirkenden,
der Zentrierung des Schmutzfangteils 4 dienenden Konturen
jeweils durch Ringbereiche am Lagerteil 3 und Schmutzfangteil 4 gebildet.
In den nachfolgend beschriebenen Beispielen sind die formschlüssigen Konturen
am Lagerteil 3 und Schmutzfangteil 4 durch axiale
Vorsprünge
einerseits und dazu korrespondierend angeordnete Durchbrechungen
andererseits gebildet, wobei unterschiedliche Ausführungen
und Anordnungen möglich
sind.
-
Bei
dem in 10 gezeigten Beispiel sind am
Lagerteil 3 in dessen unterem Bereich insgesamt vier kreisrunde
Durchbrechungen oder Bohrungen 36.1 vorgesehen, die untereinander
unterschiedliche Durchmesser haben können, wie 10 beispielhaft zeigt,
und die auch auf unterschiedlichen Radien relativ zur Mittelachse
des Lagerteils 3 liegen können. Dabei sind hier die Durchbrechungen 36.1 in
einem die Form einer Kreisringscheibe aufweisenden unteren Bereich
des Lagerteils 3 angebracht. Oben in 10 ist
noch ein Teil des Rohrkörpers 30 sichtbar; links
und rechts in 10 liegen die Düsenarme 31, die
hier noch nicht mit den zugehörigen
Düsen bestückt sind.
-
11 zeigt
in Ansicht schräg
von unten das Unterteil 42 des im übrigen hier nicht dargestellten Schmutzfangteils,
das zu dem Lagerteil 3 gemäß 10 paßt. Unterseitig
sind an dem Unterteil 42 gemäß 11 insgesamt
vier in Axialrichtung nach unten vorstehende Vorsprünge 46.1 in
Form von zylindrischen Zapfen angeformt, vorzugs weise einstückig mit
dem übrigen
Unterteil 42. Die Position und die Maße der Vorsprünge 46.1 sind
dabei so gewählt, daß sie zu
den Durchbrechungen 36.1 im Lagerteil 3 gemäß 10 passen.
Dabei ist zweckmäßig im Grundzustand
zunächst
ein ausreichendes, kleines Bewegungsspiel vorhanden; bei Rotation
des Rotors legen sich die Vorsprünge 46.1 unter
der Wirkung der Fliehkraft in Radialrichtung nach außen hin
an die Durchbrechungen 36.1 an und werden so in ihrer Lage
fixiert, wodurch unerwünschte
Deformationen des Unterteils 42 und damit des gesamten
Schmutzfangteils vermieden werden.
-
12 zeigt
in gleicher Darstellungsweise wie in 10 eine
geänderte
Ausführung
des Lagerteils 3. Die Abwandlung besteht hier darin, daß im Beispiel
nach 12 nun drei untereinander identische, kreisrunde
Durchbrechungen 36.1 im unteren Bereich des Lagerteils 3 angeordnet
sind. Dabei sind hier alle Durchbrechungen 36.1 auf einem
einheitlichen Radius und in Umfangsrichtung gleichmäßig voneinander
beabstandet angebracht.
-
Die 13 zeigt
das zu dem Lagerteil 3 gemäß 12 passende
Unterteil 42 des Schmutzfangteils. An der Unterseite des
Unterteils 42 sind deckungsgleich zu den Durchbrechungen 36.1 drei
in Axialrichtung nach unten ragende Vorsprünge 46.1 in Form von
zylindrischen Zapfen einstückig
angeformt.
-
14 zeigt
den Lagerteil 3 in einer gegenüber der 12 leicht
abgewandelten Form. Die Abwandlung besteht darin, daß bei dem
Lagerteil 3 gemäß 14 die
Durchbrechungen 36.1 nicht kreisrund sind, sondern in Radialrichtung
nach außen
zusammenlaufende Schrägen
aufweisen, wodurch in Verbindung mit der Fliehkraft eine Zentrier wirkung auf
die in die Durchbrechungen 36.1 eingreifenden Vorsprünge 46.1 (vergleiche 13)
ausgeübt
wird.
-
Bei
den Beispielen gemäß den 10 bis 14 sind
jeweils die Durchbrechungen 36.1 auf der Seite des Lagerteils 3 und
die korrespondierenden Vorsprünge 46.1 auf
der Seite des Schmutzfangteils 4 vorgesehen. Eine dazu
umgekehrte Anordnung ist als Beispiel in den 15 und 16 dargestellt.
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Bei
dem in 15 in Ansicht schräg von oben
sichtbaren Lagerteil 3 liegt oben dessen Rohrkörper 30,
von dem in Radialrichtung nach außen die beiden Düsenarme 31 abgehen,
die hier ebenfalls noch nicht mit ihren zugehörigen Düsen bestückt sind. Den unteren Bereich
des Lagerteils 3 bildet auch hier ein Abschnitt in Form
einer Kreisringscheibe, die einstückig mit dem übrigen Lagerteil 3 ausgeführt ist.
Dieser Abschnitt ist sowohl über
die Düsenarme 31 als
auch über
zwei zwischen diesen angeordnete Tragarme 36' mit dem Rohrkörper 30 einstückig verbunden.
Auf dem die Form der Kreisringscheibe aufweisenden Abschnitt des
Lagerteils 3 sind insgesamt vier Vorsprünge 36.2 in Form von
zylindrischen Zapfen nach oben vorragend angeordnet, wobei hier
einer dieser Vorsprünge 36.2 hinter
dem Rohrkörper 30 liegt
und deshalb nicht sichtbar ist. Die Vorsprünge 36.2 des Lagerteils 3 sind
auf einem einheitlichen Radius angeordnet und weisen in Umfangsrichtung
gleiche Abstände,
hier jeweils 90°, voneinander
auf. Außerdem
sind hier die Vorsprünge 36.2 untereinander
in Durchmesser und Höhe
identisch.
-
16 zeigt
in Ansicht schräg
von unten ein passendes Unterteil 42 eines Schmutzfangteils.
Entsprechend der Anordnung und dem Durchmesser der Vorsprünge 36.2 des
La gerteils 3 in 15 sind im
Unterteil gemäß 16 vier
Durchbrechungen 46.2 ausgebildet.
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Bei
allen Ausführungsbeispielen
gemäß den 10 bis 16 treten
die Vorsprünge 46.2 bzw. 36.2 des
Unterteils 42 bzw. Lagerteils 3 mit den Durchbrechungen 36.1 bzw. 46.1
am Lagerteil 3 bzw. Unterteil 42 bei deren axialem
Zusammenstecken in Eingriff. Im zusammengesteckten Zustand legen
sich bei Einfluß von
Fliehkraft und/oder Wärme
die am Unterteil 42 des Schmutzfangteils vorgesehenen Konturen 46.1 oder 46.2 an
die am Lagerteil 3 korrespondierend vorgesehenen, positionsstabilen
Konturen 36.1 oder 36.2 an, wodurch, unabhängig von
der jeweiligen Gestaltung, das Unterteil 42 und damit der Schmutzfangteil 4 in
seiner Form sowie relativ zum Lagerteil 3 zentriert wird.
-
- 1
- Zentrifuge
insgesamt
- 10
- Gehäuse
- 10'
- Gehäuseteil
unter 2
- 11
- Innengewinde
an 10
- 12
- Achsaufnahme
zentral in 10'
- 13
- druckloser Ölablaufbereich
- 14
- Deckel
- 16
- Außengewinde
an 14
- 17
- Umlenkrippen
- 17'
- Abschirmscheibe
- 18
- Öleinlaß
- 2
- Rotor
- 20
- Drehachse
- 3
- Lagerteil
von 2
- 30
- Rohrkörper
- 30'
- Ringkanal
- 31
- Düsenarme
- 32
- radiale
Durchbrechungen
- 33
- Ölkanäle
- 34
- Düsen
- 35
- oberer
Ringbereich an 3
- 36
- unterer
Ringbereich an 3
- 36.1
- Ausnehmungen
- 36.2
- Vorsprünge
- 36'
- Tragarme
- 37
- Verengung
(Drosselstelle)
- 39
- Rastmittel
- 4
- Schmutzfangteil
- 40
- Schweißnaht
- 41
- Oberteil
- 42
- Unterteil
- 44
- Öleinlaß in 4
- 45
- oberer
Ringbereich an 4
- 46
- unterer
Ringbereich an 4
- 46.1
- Ausnehmungen
- 46.2
- Vorsprünge
- 46'
- Abschnitte
von 46
- 47
- Ölauslaß aus 4
- 48
- Leitwände
- 49
- Rastmittel
- 49'
- Betätigungsarme
- 5
- Achse
- 50
- Gewindeende
unten
- 50'
- oberes
Achsende
- 51
- Gleitlager
unten
- 52
- Lager
oben
- 53
- zentraler
Kanal in 5
- 54.1,
.2
- unterer,
oberer radialer Kanal
- 6
- Positioniermittel
- 61
- Einlaufschrägen
- 7
- Mindestdruckventil