DE202007008081U1

DE202007008081U1 - Rotor einer Schmierölzentrifuge und Schmutzfangteil für den Rotor

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Publication number: DE202007008081U1
Application number: DE202007008081U
Authority: DE
Original assignee: Ing Walter Hengst GmbH and Co KG
Current assignee: Hengst SE and Co KG
Priority date: 2007-06-08
Filing date: 2007-06-08
Publication date: 2008-10-23
Anticipated expiration: 2017-06-09

Abstract

Rotor (2) einer Schmierölzentrifuge (1) einer Brennkraftmaschine, insbesondere einer Kraftfahrzeugbrennkraftmaschine, wobei der Rotor (2) mit einem Antriebsteil (20) und einem Schmutzfangteil (20') ausgeführt ist, wobei der Antriebsteil (20) mit einem rohrförmigen Nabenteil (21) drehbar auf einer Lagerachse (12) der Zentrifuge (1) gelagert ist, wobei der Nabenteil (21) einen Teil eines Antriebsfluidkanals bildet, wobei mindestens zwei Rückstoßdüsen (3) im Wesentlichen in Rotortangentialrichtung weisend am äußeren Ende je eines von radial innen nach außen weisenden rohrförmigen Rotorarms (22) angeordnet sind und wobei in jedem Rotorarm (22) je ein Kanal verläuft, durch den der Rückstoßdüse (3) ein Antriebsfluid unter Druck zuführbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der in jedem Rotorarm (22) verlaufende Kanal ein von radial innen nach außen verlaufendes Sackloch (23) ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Rotor einer Schmierölzentrifuge einer Brennkraftmaschine, insbesondere einer Kraftfahrzeugbrennkraftmaschine, wobei der Rotor mit einem Antriebsteil und einem Schmutzfangteil ausgeführt ist, wobei der Antriebsteil mit einem rohrförmigen Nabenteil drehbar auf einer Lagerachse der Zentrifuge gelagert ist, wobei der Nabenteil einen Teil eines Antriebsfluidkanals bildet, wobei mindestens zwei Rückstoßdüsen im Wesentlichen in Rotortangentialrichtung weisend am äußeren Ende je eines von radial innen nach außen weisenden rohrförmigen Rotorarms angeordnet sind und wobei in jedem Rotorarm je ein Kanal verläuft, durch den der Rückstoßdüse ein Antriebsfluid unter Druck zuführbar ist. Außerdem betrifft die Erfindung einen Schmutzfangteil für den Rotor.
Ein Rotor der vorstehend genannten Art ist aus DE-U 20 2005 017 208 bekannt. Bei diesem Rotor sind die rohrförmigen Rotorarme bei der Fertigung zunächst radial nach außen hin offen. Die in den Rotorarmen verlaufenden Kanäle werden in Radialrichtung von außen nach innen spanend hergestellt, insbesondere gebohrt. Alternativ können die Kanäle in den Rotorarmen auch spritz- oder gießtechnisch hergestellt werden, wobei dann entsprechende Formschieber einer zugehörigen Spritzguss- oder Druckgussform in Radialrichtung nach außen über das radial äußere Ende der Rotorarme gezogen werden. Hierdurch sind die Kanäle in den Rotorarmen zunächst nach radial außen hin offen. Bei dem bekannten Rotor sind zudem quer zu dem jedem Kanal ein oder zwei weitere Durchbrechungen vorgesehen, die in die Rotorarme eingebracht werden, insbesondere gebohrt werden. Eine der quer zum Kanal verlaufenden Durchbrechungen dient entweder unmittelbar als Rückstoßdüse oder zur Aufnahme eines Düsenkörpers. Die gegebenenfalls vorgesehene zweite Querdurchbrechung ist eine Werkzeugdurchbrechung, die bei der spanenden Herstellung der Rückstoßdüsenöffnung zum Hindurchführen eines Bearbeitungswerkzeuges genutzt wird, das die Rückstoßdüsenöffnung von der Innenseite des Kanals her bearbeitet. Nach dieser Bearbeitung muss die zweite Querdurchbrechung dicht verschlossen werden. Zum Verschließen des radial äußeren Endes jedes Kanals und ggf. der zweiten Querdurchbrechung wird ein Verschlussstück in das radial äußere Kanalende eingesetzt oder auf das radial äußere Rotorarmende aufgesetzt. Alternativ können in das radial äußere, zunächst offene Ende der Rotorarme Winkeldüsen eingesetzt werden, die den Strom des Antriebsfluids in ihrem Inneren von einer radialen Strömungsrichtung in eine tangentiale Strömungs- und Austrittsrichtung umlenken. An das Verschließen der radial äußeren Enden der zunächst offenen Kanäle der Rotorarme werden konstruktiv sehr hohe Anforderungen gestellt, um einen sicheren Verschluss über die Betriebsdauer des Rotors zu gewährleisten. Die Verschlusselemente für die Rotorarme unterliegen erheblichen Fliehkraftbeanspruchungen. Außerdem werden sie von einem relativ hohen und zudem mehr oder weniger stark pulsierenden Öldruck beaufschlagt. Sofern das Verschlusselement nicht aus dem gleichen Material wie die Rotorarme gefertigt werden kann, besteht auch die Gefahr, dass der dauerhafte Festsitz des Verschlusselementes durch unterschiedliche Wärmeausdehnungskoeffizienten der beiden Materialien von Verschlusselement und Rotorarmen bei den zwangsläufig im Betrieb auftretenden thermischen Wechselbelastungen beeinträchtigt wird. Die unmittelbare räumliche Nähe zu der senkrecht zu dem Verschlusselement angeordneten, ebenfalls betriebssicher zu montierenden Rückstoßdüse schränkt dabei die Freiheit und Zahl konstruktiver Lösungen hinsichtlich der Lösesicherung der Verschlusselemente erheblich ein. Außerdem läuft die Anordnung von Verschlusselementen am radial äußeren Ende der Rotorarme der Anforderung entgegen, dass die radial äußeren Bereiche der Rotorarme möglichst kompakt und strömungsgünstig gestaltet werden sollten, um eine mit Drehzahlverlusten des Rotors der Zentrifuge verbundene Rührwirkung des aus den Rückstoßdüsen austretenden Öls zu verhindern.
Für die vorliegende Erfindung stellt sich deshalb die Aufgabe, einen Rotor der eingangs genannten Art zu schaffen, der die vorstehend dargelegten Nachteile vermeidet und bei dem insbesondere eine hohe Betriebssicherheit und Dauerhaltbarkeit bei nicht vergrößertem oder sogar vermindertem Herstellungsaufwand erreicht wird und bei dem mit einer vorgegebenen Antriebsleistung der Rückstoßdüsen eine hohe Rotordrehzahl erzielt wird. Außerdem soll ein für den Rotor geeigneter Schmutzfangteil zur Verfügung gestellt werden.
Die Lösung des ersten Teils dieser Aufgabe, betreffend den Rotor, gelingt erfindungsgemäß mit einem Rotor der eingangs genannten Art, der dadurch gekennzeichnet ist, dass der in jedem Rotorarm verlaufende Kanal ein von radial innen nach außen verlaufendes Sackloch ist.
Vorteilhaft wird mit der Erfindung erreicht, dass bei dem Rotor das technisch schwierige und kritische separate Verschließen des radial äußeren Endes der in den Rotorarmen verlaufenden Kanäle vollständig entfällt. Nahe dem radial äußeren Ende jedes Rotorarms muss bei dem erfindungsgemäßen Rotor lediglich noch eine Durchbrechung zur Bildung der Rückstoßdüse oder zur Aufnahme eines Düsenkörpers angebracht werden. Alle Probleme, die bei konventionellen Rotoren mit Verschlusselementen am radial äußeren Ende der Rotorarme durch Fliehkräfte, Druckpulsationen oder Temperaturwechselbeanspruchungen auftreten, werden so vollkommen vermieden. Außerdem ergeben sich größere konstruktive Freiheiten zur Anordnung, Gestaltung und dauerhaft sicheren Fixierung der Rückstoßdüsen an den Rotorarmen, weil die Rückstoßdüsen die einzigen Elemente sind, die hier angebracht werden müssen.
In einer ersten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Sackloch eine spanend erzeugte Sackbohrung ist. In dieser Ausführung ist das Sackloch nachträglich an dem Rotor angebracht, der zuvor vorzugsweise Spritz- oder gießtechnisch erzeugt ist.
Alternativ kann das Sackloch ein spanlos spritz- oder gießtechnisch erzeugtes Sackloch sein. Hier wird bei einer vorzugsweise spritz- oder gießtechnischen Herstellung des Rotors oder dessen Antriebsteils das Sackloch jeweils mit ausgebildet, wodurch eine nachträgliche spanende Herstellung des Sacklochs nicht mehr erforderlich ist.
Weiter schlägt die Erfindung vor, dass die zwei Sacklöcher in den Rotorarmen einander entgegengesetzt jeweils unter einem spitzen Winkel α zu der Radialebene des Rotors geneigt verlaufen. Hierdurch wird insbesondere zu einer guten Raumausnutzung mit einem größtmöglichen Raumanteil für den Schmutzfangteil des Rotors beigetragen.
Weiterhin ist vorgesehen, dass die zwei Sacklöcher in den Rotorarmen in einer gemeinsamen Ebene liegen, in der auch eine Rotationsachse des Rotors verläuft. In dieser Ausführung ergibt sich eine einfache Symmetrie, die fertigungstechnisch günstig ist.
Eine weitere Ausgestaltung des Rotors sieht vor, dass der Winkel α, ein freier Durchmesser der Sacklöcher und ein freier Durchmesser des Nabenteils so aufeinander abgestimmt sind, dass sich die Längsachsen der beiden Sacklöcher innerhalb des Nabenteils schneiden und sich je zwei voneinander axial beabstandete Durchbrechungen auf zwei einander gegenüberliegenden Seiten des Nabenteils ergeben, und dass die nicht unmittelbar in eines der Sacklöcher mündenden Durchbrechungen mittels eines gemeinsamen Verschlusselementes oder je eines individuellen Verschlusselementes verschlossen sind. Diese Ausgestaltung ist fertigungstechnisch besonders günstig, weil sie das problemlose Bohren der Sacklöcher erlaubt. Gleichzeitig wird eine günstige Möglichkeit geschaffen, die jeweils nicht benötigten, nicht in eines der Sacklöcher führenden Durchbrechungen zu verschließen, weil letztere einen axialen Abstand zu den Durchbrechungen haben, die das Innere des Nabenteils mit den Sacklöchern verbinden.
Alternativ dazu wird vorgeschlagen, dass die beiden Rotorarme und die beiden Sacklöcher in zwei zueinander parallelen, voneinander beabstandeten und zu einer Rotationsachse des Rotors parallelen Ebenen liegen und dass die beiden Sachlöcher den Nabenteil an vier in Umfangsrichtung des Nabenteils voneinander beabstandeten Durchbrechungen schneiden und dass die nicht unmittelbar in eines der Sacklöcher mündenden Durchbrechungen mittels eines gemeinsamen Verschlusselementes oder je eines individuellen Verschlusselementes verschlossen sind. In dieser Ausgestaltung sind die Sacklöcher quer zur Rotationsachse des Rotors versetzt angeordnet, was ebenfalls ein einfaches Bohren der Sacklöcher erlaubt oder eine problemlosen Entformen der Sacklöcher ermöglicht, wenn diese spritz- oder gießtechnisch hergestellt werden. Gleichzeitig besteht auch hier die Möglichkeit, die jeweils nicht für die Führung des Antriebsfluids benötigten Durchbrechungen im Nabenteil auf einfache und günstige Art und Weise zu verschließen, wobei die Durchbrechungen vom Inneren des Nabenteils in die Sacklöcher offen und ungehindert durchströmbar bleiben.
Das zuvor erwähnte gemeinsame Verschlusselement ist in einer ersten bevorzugten Ausgestaltung als eine in Höhe der zu verschließenden Durchbrechungen in den Nabenteil eingesetzte oder auf den Nabenteil aufgesetzte Hülse ausgebildet. Zur Erzielung eines sicheren Sitzes kann die Hülse in den Nabenteil eingepresst oder auf den Nabenteil aufgepresst sein. Alternativ oder zusätzlich können eine Verschweißung oder Verklebung und/oder die Anordnung von Dichtungen vorgesehen sein.
In einer alternativen Ausführung ist das gemeinsame Verschlusselement durch einen bei mit dem Antriebsteil zusammengebautem Schmutzfangteil in Höhe der zu verschließenden Durchbrechungen auf dem Nabenteil aufsitzenden, hülsenförmigen Abschnitt des Schmutzfangteils gebildet. Diese Ausführung hat den spezifischen Vorteil, dass das gemeinsame Verschlusselement in den Schmutzfangteil integriert ist, wodurch ein separates Bauteil für den Schmutzfangteil nicht mehr benötigt wird. Dies spart Herstellungs- und Montagekosten.
Das oben erwähnte individuelle Verschlusselement ist vorzugsweise in Form je eines in die jeweils zu verschließende Durchbrechung eingesetzten Stopfens ausgebildet. Zweckmäßig ist der Stopfen in die zu verschließende Durchbrechung eingepresst; alternativ kann der Stopfen auch eingeschraubt oder eingeklebt oder eingeschweißt sein. Da der Stopfen in einem räumlichen Bereich sehr nahe an der Rotationsachse des Rotors, nämlich in dessen Nabenteil liegt, unterliegt jeder Stopfen nur geringen Fliehkraftbeanspruchungen. Damit sind die technischen Anforderungen an einen hier angeordneten Stopfen wesentlich geringer als die Anforderungen an ein Verschlusselement, das am radial äußeren Ende eines Rotorarms gemäß dem Stand der Technik anzuordnen ist.
In einer fertigungstechnisch einfachen und kostengünstigen Ausführung des Rotors ist vorgesehen, dass jeweils die Rückstoßdüse jedes Rotorarms durch eine in den Rotorarm eingebrachte Durchbrechung gebildet ist.
Bevorzugt ist die Durchbrechung jeweils eine spanend angebrachte Düsenbohrung, die dann unmittelbar die Rückstoßdüse bildet.
Alternativ besteht die Möglichkeit, dass jeweils die Rückstoßdüse jedes Rotorarms durch einen vorgefertigten Düsenkörper gebildet ist, der in eine in den Rotorarm eingebrachte Durchbrechung eingesetzt, insbesondere eingepresst oder eingeschraubt oder eingeschweißt, ist. In dieser Ausführung kann eine optimale Düsenkontur ausgebildet werden, da der Düsenkörper vor seinem Einbauen in den Rotorarm von allen Seiten zugänglich ist und bearbeitet werden kann. Daher steht dem erhöhten Herstellungsaufwand eine verbesserte Düsenform gegenüber, die bei vorgegebener Antriebsleistung höhere Rotordrehzahlen ergibt und damit für einen verbesserten Wirkungsgrad der Zentrifuge sorgt.
Um bei einer Wartung der Zentrifuge möglichst wenige Zentrifugenteile einer Entsorgung zuführen zu müssen, ist bevorzugt weiter vorgesehen, dass der Antriebsteil des Rotors ein Lebensdauerbauteil der Zentrifuge darstellt und dass der Schmutzfangteil ein vom Antriebsteil trennbares und mit diesem verbindbares, austauschbares Ersatzteil ist. Die zu entsorgenden Anteile der Zentrifuge sind damit auf den Schmutzfangteil reduziert, der als kostengünstiges Teil, vorzugsweise aus Kunststoff, gefertigt werden kann und der voll veraschbar, also durch Verbrennen energetisch nutzbar, ist. Die Ausgestaltung des Antriebsteils als Lebensdauerbauteil rechtfertigt es, für dieses Teil einen höheren Herstellungsaufwand zu betreiben, was zu hohen Drehzahlen des Rotors bei vorgegebener Antriebsleistung beiträgt und somit einen hohen Abscheidewirkungsgrad der Zentrifuge fördert. Gleichzeitig ist der Antriebsteil aufgrund seiner Gestaltung mit den Sacklöchern in den Rotorarmen sehr betriebssicher und dauerhaft haltbar, so dass die Verwendung als Lebensdauerbauteil keine erhöhten Risiken birgt.
Alternativ können der Antriebsteil und der Schmutzfangteil ein bei der Herstellung des Rotors gebildetes, nicht trennbares, insgesamt austauschbares Verbundteil bilden. Diese Ausführung hat den spezifischen Vorteil, dass bei jedem Austausch auch ein neuer Antriebsteil mit neuen Rückstoßdüsen in die Zentrifuge eingebaut wird, was auf einem anderen Wege ebenfalls zu einer guten und zuverlässigen Funktion und Wirksamkeit der Zentrifuge führt.
Zur Lösung des zweiten Teils der Aufgabe, betreffend den Schmutzfangteil für den Rotor, schlägt die Erfindung einen Schmutzfangteil vor, der dadurch gekennzeichnet ist, dass der Schmutzfangteil einen radial inneren, hülsenförmigen Abschnitt aufweist, der im mit dem Antriebsteil zusammengebauten Zustand des Schmutzfangteils in Höhe der zu verschließenden Durchbrechungen auf dem Nabenteil aufsitzt und das gemeinsame Verschlusselement bildet. Dieser Schmutzfangteil ist so auf den Antriebsteil abgestimmt, dass er neben der Schmutzsammelfunktion auch noch die Funktion des Verschlusselementes für die zu verschließenden Durchbrechungen im Nabenteil übernimmt. Diese Vereinigung mehrerer Funktionen in einem Bauteil vermindert die Zahl der benötigten Bauteile und den Montageaufwand bei der Fertigung des Rotors.
Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand einer Zeichnung erläutert. Die Figuren der Zeichnung zeigen:
1 einen Ausschnitt aus einer Zentrifuge mit einem Rotor im Längsschnitt,
2 den Rotor aus 1 im Schnitt gemäß der Schnittlinie II-II in 1,
3 den Rotor in einer geänderten Ausführung ebenfalls im Längsschnitt,
4 einen Antriebsteil eines weiteren Rotors in einer dritten Ausführung im Querschnitt, und
5 den Rotor in einer weiteren Ausführung, im Längsschnitt.
1 der Zeichnung zeigt als Teile einer Zentrifuge 1 eine Lagerachse 12, die im Wesentlichen vertikal angeordnet ist, und einen darauf drehbar gelagerten Rotor 2. Die Lagerachse 12 ist mit ihrem unteren Ende üblicherweise in einem hier nicht dargestellten Zentrifugengehäuse befestigt, zum Beispiel durch Verschraubung. Ein oberseitiger, abnehmbarer Deckel schließt das Zentrifugengehäuse nach oben hin ab, der hier ebenfalls nicht gezeigt ist.
Der Rotor 2 besteht hier aus zwei Teilen, nämlich einem Antriebsteil 20 und einem damit lösbar verbundenen, nach oben hin abziehbaren Schmutzfangteil 20'.
Der Antriebsteil 20 umfasst einen zentralen, rohrförmigen Nabenteil 21, von dessen unterem Endbereich zwei Rotorarme 22 von radial innen nach außen abgehen. Mit dem Nabenteil 21 ist der Rotor 2 unter Zwischenlage von Gleitlagern auf die Lagerachse 12 aufgesetzt.
Durch jeden Rotorarm 22 verläuft ein Sackloch 23 mit einer Längsachse 23'. Wie die 1 veranschaulicht, verlaufen die Längsachsen 23' der Sacklöcher 23 unter einem spitzen Winkel α von hier etwa 30° zur Radialrichtung des Rotors 2. Die Rotationsachse des Rotors 2 ist mit der Bezugsziffer 29 gekennzeichnet.
Wie die 1 weiter zeigt, schneiden sich die beiden Längsachsen 23' der Sacklöcher 23 in einem Punkt, der auf der Rotationsachse 29 liegt. Durch je eine erste Durchbrechung 24 stehen die Sacklöcher 23 in Strömungsverbindung mit dem hohlen Inneren des Nabenteils 21. Im axialen Abstand oberhalb dieser ersten Durchbrechungen 24 liegen zwei weitere Durchbrechungen 24', die eine Folge der Herstellung der Sacklöcher 23 sind. Die zweiten Durchbrechungen 24' dienen zum Hindurchführen entweder eines Boh rers zum Erzeugen der Sacklöcher 23 durch spanende Bearbeitung oder eines Formschiebers bei spritz- oder gießtechnischer Herstellung der Sacklöcher 23. Für die Funktion des Antriebsteils 20 des Rotors 2 sind die zweiten Durchbrechungen 24' nicht erforderlich, bzw. störend, weshalb sie mittels eines hier gemeinsamen Verschlusselementes 25 fluiddicht verschlossen sind. Das gemeinsame Verschlusselement 25 ist hier eine rohrförmige Hülse, die in Axialrichtung des Nabenteils 21 von unten her in dessen Inneres eingesetzt, zum Beispiel eingepresst, ist. Die axiale Länge des Verschlusselements 25 in Form der Hülse ist dabei so gewählt, dass zwar die zweiten, oberen Durchbrechungen 24' dicht verschlossen werden, dass aber die unteren, ersten Durchbrechungen 24, die das hohle Innere des Nabenteils 21 mit den Sacklöchern 23 verbinden, offen bleiben.
Durch die Sacklöcher 23 werden Kanäle gebildet, durch die von radial innen nach außen den Antriebsdüsen 3 ein Antriebsfluid, hier Schmieröl einer Brennkraftmaschine, zuführbar ist. Die Rückstoßdüsen 3 sind in 1 nicht unmittelbar sichtbar und werden deshalb später anhand von 2 noch erläutert. Da die Sacklöcher 23 radial außen vor dem Ende der Rotorarme 22 enden, ist das Anbringen eines separaten Verschlusses an dieser Stelle nicht erforderlich. Dadurch werden alle Probleme vermieden, die durch Fliehkräfte, Druckpulsationen und Temperaturwechselbeanspruchungen eines dort angeordneten Verschlusselementes entstehen würden.
Der Schmutzfangteil 20' ist hier so ausgebildet, dass er als separates Einzelteil in Axialrichtung nach oben hin von dem Antriebsteil 20 abgezogen werden kann. Auf diese Weise muss bei einer Wartung der Zentrifuge 1 nur der Schmutzfangteil 20' mit dem darin gesammelten Schmutz entsorgt werden, während der Antriebsteil 20 in der Zentrifuge 1 verbleiben und als Lebensdauerbauteil genutzt werden kann.
2 zeigt den Rotor 1 aus 1 im Schnitt gemäß der Schnittlinie II-II, die entlang der Längsachsen 23' der beiden Rotorarme 23 verläuft. Links und rechts in 2 liegt jeweils einer der Rotorarme 22, in denen jeweils eines der Sacklöcher 23 verläuft. Im Zentrum der 2 liegt die Lagerachse 12, auf der der Rotor 2 mit seinem Antriebsteil 20 drehbar gelagert ist. Den zentralen Teil des Antriebsteils 20 bildet der Nabenteil 21, der mit Abstand die Lagerachse 12 umgibt und einen Abschnitt eines Antriebsfluidkanals bildet. Aus dem Nabenteil 21 kann das Antriebsfluid, hier Schmieröl, durch die ersten Durchbrechungen 24 in die Sacklöcher 23 strömen und durch diese hindurch weiter zu den beiden Rückstoßdüsen 3, die nahe dem radial äußeren Ende der Rotorarme 22 angebracht sind. Die Rückstoßdüsen 3 sind dabei so ausgerichtet, dass ein von diesen erzeugter Antriebsfluidstrahl tangential zum Antriebsteil 20 ausritt, um eine maximale Antriebsleistung zu erzielen.
In dem in 2 gezeigten Beispiel sind die Rückstoßdüsen 3 in separat eingesetzten Düsenkörpern 31 ausgebildet, wobei die Düsenkörper 31 in passende Durchbrechungen 30' eingesetzt sind, hier eingeschraubt sind. Dabei ist ersichtlich, dass die Düsenkörper 31 zur Ausbildung der Düsenkontur von beiden Seiten her bearbeitet sind, um einen optimalen Strömungsverlauf und eine optimale Form des austretenden Antriebsfluidstrahls zu erzeugen.
3 zeigt in gleicher Darstellungsweise wie die 1 einen zweiten Rotor 2 einer Zentrifuge 1, wobei hier wieder die Lagerachse 12 und der Rotor 2 allein dargestellt sind.
Auch bei diesem zweiten Ausführungsbeispiel sind in den beiden Rotorarmen 22 Sacklöcher 23 angebracht, die zu den hier ebenfalls nicht unmittelbar sichtbaren Rückstoßdüsen 3 führen. Dabei sind die Sacklöcher 23 über zwei erste Durchbrechungen 24 mit dem hohlen Inneren des Nabenteils 21 verbunden. Zwei zweite, obere Durchbrechungen 24', die sich durch die Fertigung der Sacklöcher 23 zwangsläufig ergeben, sind hier durch individuelle Verschlusselemente 25' in Form je eines Stopfens verschlossen. Die Verschlusselemente 25' sind dabei vorzugsweise in die Durchbrechungen 24' eingepresst. Auf diese Weise sind die für die Funktion des Rotors 2 nicht benötigen, störenden Durchbrechungen 24' fluiddicht verschlossen.
Der Schmutzfangteil 20' ist auch bei diesem Ausführungsbeispiel lösbar mit dem Antriebsteil verbunden, um bei einer Wartung der Zentrifuge 1 nur den Schmutzfangteil 20' entsorgen zu müssen.
4 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel, für das charakteristisch ist, dass die Längsachsen 23' der beiden Sacklöcher 23 gegeneinander und gegenüber der Rotationsachse 29 des Antriebsteils 20 des Rotors versetzt sind. Hierdurch liegen die Längsachsen 23' der beiden Sacklöcher 23 nicht mehr auf einer Linie, sondern parallel zueinander sowie zueinander entgegengesetzt von der Rotationsachse 29 entfernt. Diese Anordnung erlaubt ein günstiges spritz- oder gießtechnisches Herstellen der Sacklöcher 23, da zwei entsprechende Formschieber nebeneinander angeordnet und, in Radialrichtung betrachtet, in entgegengesetzten Richtungen gezogen werden können. Über die ersten Durchbrechungen 24 steht dann das hohle Innere des Nabenteils 21 in Strömungsverbindung mit den Sacklöchern 23, während die für die Funktion des Rotor 2 nicht benötigten, bei der Fertigung zwangsläufig entstehenden zweiten Durchbrechungen 24' jeweils durch das Verschlusselement 25 fluiddicht verschlossen sind.
Jeweils nahe dem Radial äußeren Ende der Rotorarme 22 liegt mit tangentialer Ausrichtung je eine Rückstoßdüse 3, die in diesem Beispiel durch eine einfache Durchbrechung 30, wie z. B. eine Bohrung, gebildet ist.
5 der Zeichnung zeigt einen weiteren Rotor 2 als Teil einer Zentrifuge 1. Auf der Lagerachse 12, die vertikal angeordnet ist, ist der Rotor 2 drehbar gelagert. Die Lagerachse 12 ist mit ihrem unteren Ende in einem hier nicht dargestellten Zentrifugengehäuse befestigt.
Der Rotor 2 besteht aus zwei Teilen, nämlich einem Antriebsteil 20 und einem damit lösbar verbundenen, nach oben hin abziehbaren Schmutzfangteil 20'.
Der Antriebsteil 20 umfasst den zentralen, rohrförmigen Nabenteil 21, von dessen unterem Endbereich zwei Rotorarme 22 von radial innen nach außen abgehen. Mit dem Nabenteil 21 ist der Rotor 2 unter Zwischenlage von Gleitlagern auf die Lagerachse 12 aufgesetzt.
Durch jeden Rotorarm 22 verläuft ein Sackloch 23 mit einer Längsachse 23'. Wie die 5 veranschaulicht, verlaufen die Längsachsen 23' der Sacklöcher 23 auch hier unter einem spitzen Winkel zur Radialrichtung des Rotors 2. Die Rotationsachse 29 des Rotors 2 verläuft konzentrisch zu der Lagerachse 12.
Die beiden Längsachsen 23' der Sacklöcher 23 schneiden sich in einem Punkt, der auf der Rotationsachse 29 liegt. Durch je eine erste Durchbrechung 24 stehen die Sacklöcher 23 in Strömungsverbindung mit dem hohlen Inneren des Nabenteils 21. Im axialen Abstand oberhalb dieser ersten Durchbrechungen 24 liegen zwei weitere Durchbrechungen 24', die eine Folge der Herstellung der Sacklöcher 23 sind. Die zweiten Durchbrechungen 24' dienen nämlich zum Hindurchführen entweder eines Bohrers zum Erzeugen der Sacklöcher 23 durch spanende Bearbeitung oder eines Formschiebers bei spritz- oder gießtechnischer Herstellung der Sacklöcher 23.
Für die Funktion des Antriebsteils 20 des Rotors 2 sind die zweiten Durchbrechungen 24' störend, weshalb sie mittels eines hier gemeinsamen Verschlusselementes 25 fluiddicht verschlossen sind. Das gemeinsame Verschlusselement 25 ist hier durch einen radial innen liegenden, hülsenförmigen Abschnitt des Schmutzfangteils 20' gebildet. Der hülsenförmige Abschnitt sitzt bei mit dem Antriebsteil 20 zusammengebautem Schmutzfangteil 20' in Höhe der zu verschließenden Durchbrechungen 24 auf dem Nabenteil 21 auf. Die axiale Länge des Verschlusselements 25 in Form des hülsenförmigen Abschnitts ist dabei so gewählt, dass die zweiten, oberen Durchbrechungen 24' dicht verschlossen werden. Der dichte Verschluss wird hier durch zwei umlaufende Radialdichtringe 26 unterstützt, die oberhalb und unterhalb der Durchbrechungen 24' zwischen dem Verschlusselement 25 und dem Nabenteil 21 angeordnet sind. Das Verschließen der Durchbrechungen 24' ergibt sich hier automatisch beim Aufstecken des Schmutzfangteils 20' auf den Antriebsteil 20; ein separates Verschlusselement wird nicht benötigt. Die Dichtringe 26 liegen in Nuten 26' im Innenumfang des Verschlusselements 25 und können somit bei einem Ersetzen des Schmutzfangteils 20' zusammen mit diesem leicht ersetzt werden. Zugleich tragen die Dichtringe 26 durch ihre Reibung zu einem sicheren Sitz des Schmutzfangteils 20' auf dem Antriebsteil 20 in Axialrichtung bei.
Durch die Sacklöcher 23 werden auch bei dem Rotor 2 nach 5 Kanäle gebildet, durch die von radial innen nach außen den Antriebsdüsen 3 Schmieröl einer Brennkraftmaschine als Antriebsfluid zuführbar ist. Die Rückstoßdüsen 3 sind in 5 nicht sichtbar; sie entsprechen z. B. den anhand der 2 und 4 beschriebenen Ausführungen.
Da die Sacklöcher 23 auch hier radial außen vor dem Ende der Rotorarme 22 enden, ist das Anbringen eines separaten Verschlusses an dieser Stelle nicht erforderlich.
Der Schmutzfangteil 20' ist auch hier so ausgebildet, dass er als separates Einzelteil in Axialrichtung nach oben hin von dem Antriebsteil 20 abgezogen werden kann. Auf diese Weise muss bei einer Wartung der Zentrifuge 1 nur der Schmutzfangteil 20' mit dem darin gesammelten Schmutz entsorgt werden, während der Antriebsteil 20 als Lebensdauerbauteil in der Zentrifuge 1 verbleiben kann. Alternativ können der Antriebsteil 20 und der Schmutzfangteil 20' auch ein nicht trennbares, insgesamt austauschbares Verbundteil bilden.

1: Zentrifuge
12: Lagerachse
2: Rotor
20: Antriebsteil
20': Schmutzfangteil
21: Nabenteil
22: Rotorarme
23: Sacklöcher
23': Längsachsen von 23
24, 24': Durchbrechungen in 21
25, 25': Verschlusselemente
26: Dichtringe
26': Nuten
29: Rotationsachse
3: Rückstoßdüsen
30: Durchbrechungen für 3
30': Durchbrechungen für 31
31: Düsenkörper

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 202005017208 [0002]

Claims

Rotor (2) einer Schmierölzentrifuge (1) einer Brennkraftmaschine, insbesondere einer Kraftfahrzeugbrennkraftmaschine, wobei der Rotor (2) mit einem Antriebsteil (20) und einem Schmutzfangteil (20') ausgeführt ist, wobei der Antriebsteil (20) mit einem rohrförmigen Nabenteil (21) drehbar auf einer Lagerachse (12) der Zentrifuge (1) gelagert ist, wobei der Nabenteil (21) einen Teil eines Antriebsfluidkanals bildet, wobei mindestens zwei Rückstoßdüsen (3) im Wesentlichen in Rotortangentialrichtung weisend am äußeren Ende je eines von radial innen nach außen weisenden rohrförmigen Rotorarms (22) angeordnet sind und wobei in jedem Rotorarm (22) je ein Kanal verläuft, durch den der Rückstoßdüse (3) ein Antriebsfluid unter Druck zuführbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der in jedem Rotorarm (22) verlaufende Kanal ein von radial innen nach außen verlaufendes Sackloch (23) ist.
Rotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Sackloch (23) eine spanend erzeugte Sackbohrung ist.
Rotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Sackloch (23) ein spanlos spritz- oder gießtechnisch erzeugtes Sackloch (23) ist.
Rotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens zwei Sacklöcher (23) in den Rotorarmen (22) einander entgegengesetzt jeweils unter einem spitzen Winkel α zu der Radialebene des Rotors (2) geneigt verlaufen.
Rotor nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die zwei Sacklöcher (23) in den Rotorarmen (22) in einer gemeinsamen Ebene liegen, in der auch eine Rotationsachse (29) des Rotors (2) verläuft.
Rotor nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Winkel α, ein freier Durchmesser der Sacklöcher (23) und ein freier Durchmesser des Nabenteils (21) so aufeinander abgestimmt sind, dass sich die Längsachsen (23') der beiden Sacklöcher (23) innerhalb des Nabenteils (21) schneiden und sich je zwei voneinander axial beabstandete Durchbrechungen (24, 24') auf zwei einander gegenüberliegenden Seiten des Nabenteils (21) ergeben, und dass die nicht unmittelbar in eines der Sacklöcher (23) mündenden Durchbrechungen (24') mittels eines gemeinsamen Verschlusselementes (25) oder je eines individuellen Verschlusselementes (25') verschlossen sind.
Rotor nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Rotorarme (22) und die beiden Sacklöcher (23) in zwei zueinander parallelen, voneinander beabstandeten und zu einer Rotationsachse (29) des Rotors (2) parallelen Ebenen liegen und dass die beiden Sachlöcher (23) den Nabenteil (21) an vier in Umfangsrichtung des Nabenteils (21) voneinander beabstandeten Durchbrechungen (24, 24') schneiden und dass die nicht unmittelbar in ei nes der Sacklöcher (23) mündenden Durchbrechungen (24') mittels eines gemeinsamen Verschlusselementes (25) oder je eines individuellen Verschlusselementes (25') verschlossen sind.
Rotor nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass das gemeinsame Verschlusselement (25) als eine in Höhe der zu verschließenden Durchbrechungen (24') in den Nabenteil (21) eingesetzten oder auf den Nabenteil (21) aufgesetzten Hülse ausgebildet ist
Rotor nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass das gemeinsame Verschlusselement (25) durch einen bei mit dem Antriebsteil (20) zusammengebautem Schmutzfangteil (20') in Höhe der zu verschließenden Durchbrechungen (24') auf dem Nabenteil (21) aufsitzenden, hülsenförmigen Abschnitt des Schmutzfangteils (20') gebildet ist.
Rotor nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass das individuelle Verschlusselement (25') in Form je eines in die jeweils zu verschließende Durchbrechung (24') eingesetzten Stopfens ausgebildet ist
Rotor nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils die Rückstoßdüse (3) jedes Rotorarms (22) durch eine in den Rotorarm (22) eingebrachte Durchbrechung (30) gebildet ist.
Rotor nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchbrechung (30) jeweils eine spanend angebrachte Düsenbohrung ist.
Rotor nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils die Rückstoßdüse (3) jedes Rotorarms (22) durch einen vorgefertigten Düsenkörper (31) gebildet ist, der in eine in den Rotorarm (22) eingebrachte Durchbrechung (30') eingesetzt, insbesondere eingepresst oder eingeschraubt oder eingeschweißt, ist.
Rotor nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Antriebsteil (20) ein Lebensdauerbauteil der Zentrifuge (1) darstellt und dass der Schmutzfangteil (20') ein vom Antriebsteil (20) trennbares und mit diesem verbindbares, austauschbares Ersatzteil ist.
Rotor nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Antriebsteil (20) und der Schmutzfangteil (20') ein bei der Herstellung des Rotors (2) gebildetes, nicht trennbares, insgesamt austauschbares Verbundteil bilden.
Schmutzfangteil (20') für einen Rotor (2) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Schmutzfangteil (20') einen radial inneren, hülsenförmigen Abschnitt aufweist, der im mit dem Antriebsteil (20) zusammengebauten Zustand des Schmutzfangteils (20') in Höhe der zu verschließenden Durchbrechungen (24') auf dem Nabenteil (21) aufsitzt und das gemeinsame Verschlusselement (25) bildet.