DE202017100779U1 - Ölabscheider mit geteilter Antriebskammer - Google Patents

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Abstract

Ölabscheider (1) miteinem Gehäuse (11), das eine Antriebskammer (4) und eine Abscheidekammer (3) aufweist, die durch eine erste Trennwand (2) voneinander getrennt sind,einem in der Abscheidekammer (3) drehbar angeordneten Abscheideelement (51),einem in der Antriebskammer (4) angeordneten, hydraulisch angetriebenen Turbinenrad (53) als Antriebselement, das mindestens eine längs seines Außenumfangsrands (533) angeordnete, im Wesentlichen tangential zum Außenumfangsrand (533) des Turbinenrades (53) gerichtete Düse (531) als Auslaß für das Antriebsfluid aufweist, und einer drehbaren Welle (52), die das Turbinenrad (53) und das Abscheideelement (51) miteinander verbindet,dadurch gekennzeichnet, dassbenachbart zu dem Turbinenrad (53) und der Gehäusewand (13) eine längs der Gehäusewand (13) und längs des Umfangsrandes (532) des Turbinenrades (53) umlaufende zweite Trennwand (43) angeordnet ist, wobei längs des Umfangsrandes (532) des Turbinenrades (53) mindestens eine zumindest abschnittsweise umlaufende schlitzartige Öffnung (42) in oder an der zweiten Trennwand (43) ausgebildet ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Ölabscheider zur Abscheidung von Öl aus gasförmigen Medien. Weiterhin richtet sich die Erfindung auf eine Entlüftungsvorrichtung mit einem erfindungsgemäßen Ölabscheider und einen Verbrennungsmotor mit einem erfindungsgemäßen Ölabscheider.
  • Zur Abscheidung von in Gasen befindlichen Partikeln in festem oder flüssigem Zustand werden verschiedene Arten von Abscheidevorrichtungen verwendet. Eine in der Automobilindustrie verwendete Abscheidevorrichtung von übergeordneter Bedeutung stellen Ölabscheider dar. Diese werden vor allem eingesetzt, um bei Verbrennungsmotoren entstehende Blow-by-Gase zu reinigen. Bei Verbrennungsmotoren entweichen durch Leckage zwischen Kolben, Kolbenringen und Zylinderlaufflächen Blow-by-Gase in das Kurbelgehäuse. Dort nehmen die Blow-by-Gase im Kurbelgehäuse befindliches Öl auf. Durch die Blow-By-Gase steigt zudem ohne weitere Maßnahmen im Kurbelgehäuse der Druck an, dies kann durch eine Kurbelgehäuseentlüftung vermieden werden. Um bei dieser Entlüftung zu vermeiden, dass das abgeführte Gas unzulässig viel Öl enthält, werden Ölabscheidesysteme eingesetzt. Eine besondere Herausforderung beim Abscheiden von Öl aus Blow-by-Gasen in modernen Verbrennungsmotoren liegt in der Abscheidung von besonders kleinen Feinölpartikeln, welche aufgrund eines erhöhten Mitteldruckes zur Erhöhung des thermischen Wirkungsgrades entstehen. Zusätzlich erfordern strikter werdende Ölemissionsgrenzwerte eine stetige Weiterentwicklung von Ölabscheidesystemen.
  • Zur Abtrennung von Öl aus Gas werden insbesondere aktive Ölabscheider eingesetzt, welche ein in eine Antriebskammer und eine Abscheidekammer unterteiltes Gehäuse aufweisen. Antriebskammer und Abscheidekammer sind dabei durch eine Trennwand voneinander separiert. Diese Trennwand wird im folgenden auch als radiale oder erste Trennwand bezeichnet.
  • Die Abscheidekammer weist beispielsweise ein drehbar angeordnetes Abscheideelement auf. Das zu reinigende Gas kann in dieses Abscheideelement eingeleitet werden, in welchem durch einen Abscheidemechanismus das Öl aus dem Gas abgeschieden wird. Üblicherweise werden zur Abscheidung Fliehkräfte genutzt, welche durch schnell drehende Rotoren hervorgerufen werden.
  • In der Antriebskammer ist ein hydraulisch angetriebenes Turbinenrad als Antriebselement angeordnet. Das Turbinenrad ist derart ausgestaltet, dass ein Antriebsfluid (Hydraulikfluid) in das Turbinenrad geleitet werden kann. Insbesondere kann das Motoröl als Hydraulikfluid eingesetzt werden. Zudem weist das Antriebselement eine längs seines Umfangsrandes angeordnete, im Wesentlichen tangential zum Außenumfangsrand des Turbinenrades gerichtete Düse als Auslass für das Antriebsfluid auf.
  • Turbinenrad und Abscheideelement sind über eine drehbar gelagerte Welle miteinander so verbunden, dass sie gemeinsam drehen. Die Welle tritt auch durch die erste Trennwand hindurch. Diejenige Stelle, an welcher die Welle durch die erste Trennwand hindurchtritt, wird im Folgenden auch als Wellendurchtrittsstelle bezeichnet. Wird das Antriebsfluid durch das Turbinenrad geleitet, so wird ein Drehmoment auf das Turbinenrad und die damit verbundene Welle ausgeübt, wodurch die Welle samt verbundenem Abscheideelement angetrieben wird.
  • Herkömmlich ist ein Dichtungselement in der ersten Trennwand an derjenigen Stelle vorhanden, an welcher die Welle die Trennwand zwischen Antriebskammer und Abscheidekammer durchdringt, d.h. an der Wellendurchtrittsstelle. Dabei kann es sich beispielsweise um eine Labyrinthdichtung handeln. Es kann sich aber auch einfach um einen eng bemaßten Dichtspalt zwischen Welle und radialer Trennwand handeln, an welchem kein gesondertes Dicht- oder Funktionselement eingeführt ist.
  • Daneben weisen derartige Ölabscheider vorteilhaft ebenfalls zumindest einen Einlass für das zu reinigende Gas auf, sowie zumindest jeweils einen Auslass für das gereinigte Gas und für das abgeschiedene Öl.
  • Im Betrieb herrscht eine leichte Druckdifferenz zwischen Antriebskammer und Abscheidekammer, wobei der höhere Druck in der Abscheidekammer vorliegen sollte.
  • Bei derartigen herkömmlichen Ölabscheidern besteht jedoch die Gefahr, dass sich im Betrieb die Druckdifferenz zwischen Antriebs- und Abscheidekammer ändert. Insbesondere kann das Abscheideelement im rotierenden Zustand als Strömungsmaschine wirken und dadurch eine Druckdifferenz im Ölabscheider hervorrufen. Dadurch kann auch der Druck in der Abscheidekammer unter den Druck in der Antriebskammer sinken. Dies kann auch durch andere Faktoren, beispielsweise motorinterne Druckverluste, hervorgerufen werden. Nun befindet sich in der Antriebskammer aufgrund des dort befindlichen Antriebselementes samt Düse in der Regel Sprühöl sowie Ölnebel. Durch eine Druckdifferenz kann es daher im Bereich der Wellendurchtrittsstelle in herkömmlichen Ölabscheidern zu einem Ölreißen von der Antriebskammer hin in die Abscheidekammer kommen.
  • Wenn Öl auf diese Weise in die Abscheidekammer gelangt, kann das in der Abscheidekammer befindliche Gas wiederum Öl aufnehmen, wodurch die Ölabscheiderate beeinträchtigt wird. Da das Gas überlicherweise über den Auslass für das Gas wieder in den Ansaugtrakt des Motors geleitet wird, wird vermehrt Öl verbrannt oder in die Umgebung abgegeben. In schwerwiegenden Fällen ist auch ein Motorausfall möglich.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Ölabscheider zu schaffen, der ein Ölreißen von der Antriebskammer in die Abscheidekammer auf kostengünstige und effektive Art und Weise verhindert. Insbesondere soll dabei ein Ölabscheider zur Verfügung gestellt werden, der wenig Öl von Seiten der Antriebskammer, d.h. Treiböl, zu der ersten Trennwand zwischen Antriebskammer und Abscheidekammer, insbesondere zu der Stelle, an welche die Welle die erste Trennwand durchdringt, gelangen lässt. Weiterhin sollen eine Entlüftungsvorrichtung mit einem derartigen Ölabscheider und ein Verbrennungsmotor mit einem derartigen Ölabscheider zur Verfügung gestellt werden.
  • Die Aufgabe wird durch den Ölabscheider nach Anspruch 1, die Entlüftungsvorrichtung nach Anspruch 20 sowie den Verbrennungsmotor nach Anspruch 21 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Ölabscheiders werden in den abhängigen Ansprüchen gegeben.
  • Erfindungsgemäß wird ein Ölabscheider beansprucht, in welchem benachbart zu dem Turbinenrad und der benachbarten Gehäusewand eine längs der Gehäusewand und längs des Umfangsrandes des Turbinenrades umlaufende zweite Trennwand angeordnet ist. Dabei ist längs des Umfangsrandes des Turbinenrades mindestens eine zumindest abschnittsweise umlaufende schlitzartige Öffnung in oder an der zweiten Trennwand ausgebildet. „Längs“ ist hier so zu verstehen, dass ein Abstand zwischen den betreffenden Elementen vorhanden ist.
  • Ein solcher Ölabscheider ermöglicht es, im Betrieb das aus der Düse des Antriebselementes bzw. des Turbinenrades austretende Antriebsfluid, d.h. insbesondere Öl, durch die mindestens eine schlitzartige Öffnung in der oder an der zweiten Trennwand hindurchzuleiten. Dadurch wird das Öl in den Bereich zwischen der Gehäusewand und der längs der Gehäusewand verlaufenden zweiten Trennwand geführt. Es gelingt dadurch, das Sprühöl sowie den Ölnebel vorwiegend in diesem Bereich auftreten zu lassen und somit den Kontakt des Öls mit der Wellendurchtrittsstelle in der Trennwand zwischen Abscheide- und Antriebskammer erheblich zu reduzieren. Dadurch wird auch die Möglichkeit zum Ölreißen zwischen Abscheide- und Antriebskammer deutlich reduziert. Hierdurch ist es auch möglich, das Abscheideelement mit besonders hoher Drehzahl zu rotieren und dadurch eine besonders wirkungsvolle Ölabscheidung zu ermöglichen, ohne dass eine gegebenenfalls entstehende Druckverringerung in der Abscheidekammer ein Ölreißen und damit das Risiko einer Beeinträchtigung der Ölabscheiderate oder eines Motorausfalls hervorruft.
  • Die eingangs beschriebene Aufgabe wird zudem gelöst durch eine Entlüftungsvorrichtung mit einem erfindungsgemäßen Ölabscheider. Dabei wird die Entlüftungsvorrichtung insbesondere für die Entlüftung eines Kurbelgehäuses eines Verbrennungsmotors genutzt.
  • Zudem wird die eingangs beschriebene Aufgabe durch einen Verbrennungsmotor mit einem erfindungsgemäßen Ölabscheider oder einer erfindungsgemäßen Entlüftungsvorrichtung gelöst.
  • Vorteilhafterweise ist im verbauten Zustand des Ölabscheiders die Abscheidekammer geodätisch oberhalb der Antriebskammer angeordnet. Es ist jedoch auch möglich, die Abscheidekammer geodätisch unterhalb der Antriebskammer oder auf gleicher Höhe, d.h. nebeneinander, anzuordnen. Unabhängig von der konstruktiven Ausführungsform wird das Ölreißen von der Antriebskammer in die Abscheidekammer durch den erfindungsgemäßen Ölabscheider vorteilhaft eingeschränkt.
  • In einer vorteilhaften Weiterbildung ist längs des Umfangsrandes des Turbinenrades eine vollständig um das Turbinenrad umlaufende schlitzartige Öffnung in oder an der zweiten Trennwand ausgebildet. Mit anderen Worten befindet sich eine umlaufend um die Wellenachse verlaufende Aussparung in oder an der zweiten Trennwand. Hierdurch vermag der Ölabscheider einen besonders großen Anteil des aus der Düse des Antriebselementes austretenden Antriebsfluides in den Bereich zwischen der zweiten Trennwand und der Gehäusewand, d.h. der Innenseite der Gehäuseaußenwand, mit anderen Worten der Innenseite der Gehäuseaußenwand der Antriebskammer, zu leiten. Dadurch wird der zur Wellendurchtrittsstelle vordringende Anteil des Antriebsfluides reduziert.
  • In einer vorteilhaften Weiterbildung ist die zweite Trennwand zumindest abschnittsweise oder vollständig zwischen dem Umfangsrand des Turbinenrades und der benachbarten Gehäusewand angeordnet, sodass sie dort radial außerhalb des Umfangsrandes des Turbinenrades verläuft. Auch die schlitzartige Öffnung kann abschnittsweise oder vollständig radial außerhalb des Umfangsrandes des Turbinenrades verlaufen. Derartige Ausführungsformen bringen den Vorteil eines geringen Montageaufwands des Ölabscheiders mit sich.
  • Ebenfalls ist es in einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung möglich, dass sich der Umfangsrand des Turbinenrades zumindest abschnittsweise oder auch vollständig zwischen der Gehäusewand und der zweiten Trennwand befindet. Dies bedeutet, dass sich also Ausführungsformen ergeben können, bei denen das Turbinenrad abschnittsweise oder vollständig in die schlitzartige Öffnung hineinragt, also der Umfangsrand des Turbinenrades in die schlitzartige Öffnung hinein- oder gar über diese hinausragt. Dabei kann es vorteilhaft sein, wenn der radiale Abstand der schlitzartigen Öffnung zur Rotationsachse kleiner ist als der radiale Abstand der schlitzartigen Öffnung zur Gehäusewand. In solchen Ausführungsformen ist das Risiko des Ölreißens über die Wellendurchtrittsstelle gegenüber den vorhergehenden Ausführungsbeispielen weiter reduziert.
  • Die zweite Trennwand kann auch derart ausgeführt sein, dass längs des Umfangsrandes des Turbinenrades mehrere, vorteilhafterweise zwei, drei, vier oder mehr, voneinander getrennte, beispielsweise durch Stege getrennte, abschnittsweise umlaufende schlitzartige Öffnungen in oder an der zweiten Trennwand ausgebildet sind. Die Stege können verschiedene Formen aufweisen. Beispielsweise können die Stege bogenförmig nach außen aus der - im Schnitt betrachteten - Ebene des Schlitzes verformt ausgebildet sein, sodass auch in dieser Ausführungsform der Umfangsrand des Turbinenrades zumindest abschnittsweise in die schlitzartige Öffnung hineinragen kann, ohne mit den Stegen zu kollidieren. Durch eine derartige Weiterbildung ist die Möglichkeit geschaffen, die zweite Trennwand samt schlitzartiger Öffnungen aus einem Stück auszubilden. Dadurch kann die Montage des Ölabscheiders vereinfacht und die mechanische Festigkeit des Ölabscheiders erhöht werden. Dabei beträgt der Gesamtanteil der Öffnungen relativ zum Umfang vorteilhafterweise mindestens 60%, besonders vorteilhafterweise mindestens 75%.
  • In einer vorteilhaften Weiterbildung ist die mindestens eine schlitzartige Öffnung an der zweiten Trennwand zwischen der Außenwand des Gehäuses, insbesondere der Antriebskammer, und der zweiten Trennwand oder in der zweiten Trennwand ausgebildet.
  • Ebenso kann die schlitzartige Öffnung sich zumindest bereichsweise unmittelbar benachbart zu der zweiten Trennwand befinden, derart, dass die schlitzartige Öffnung in axialer Richtung, d.h. parallel zur Rotationsachse der Welle, auf einer Seite durch die zweite Trennwand, auf der anderen Seite durch die erste Trennwand begrenzt ist.
  • Ebenso ist es möglich, dass die schlitzartige Öffnung zumindest bereichsweise auf einer Seite durch die zweite Trennwand, insbesondere die der ersten Trennwand zugewandte Seite der zweiten Trennwand und auf der anderen Seite durch die Außenwand des Gehäuses begrenzt wird. Die Begrenzung durch die Außenwand kann beispielsweise erfolgen, wenn die Außenwand einen Vorsprung, eine Auskragung, einen Überstand oder dergleichen aufweist. Ebenso kann die Begrenzung durch die Außenwand erfolgen, wenn die Außenwand eine Verjüngung aufweist, beispielsweise eine Verjüngung entlang der Rotationsachse der Welle in Richtung der Abscheidekammer, sodass die Außenwand bereichsweise in axialer Richtung oberhalb der zweiten Trennwand und unmittelbar benachbart zur schlitzartigen Öffnung ausgebildet ist. Es ist jedoch nicht notwendig, dass die Gehäuseaußenwand im Bereich der schlitzartigen Öffnung Abweichungen von ihren übrigen Bereichen aufweist, um mit der zweiten Trennwand zusammen die mindestens eine schlitzartige Öffnung auszubilden.
  • Bevorzugt bildet die zweite Trennwand zwischen der zweiten Trennwand und der Außenwand des Gehäuses einen Beruhigungsraum für das Hydraulikfluid aus. Dieser Bereich ist vorteilhaft weitestgehend von dynamischen Einflüssen, insbesondere dem Einfluss der rotierenden Welle getrennt, sodass es gelingt, den Anteil von aufgeschäumtem Hydraulikfluid in dem Beruhigungsraum zu reduzieren. Ebenso erfährt der von der zweiten Trennwand umgebene Bereich des Antriebsraums eine Beruhigung.
  • Zur weiteren vorteilhaften Ausgestaltung weist der Beruhigungsraum einen Ablauf für Hydraulikfluid auf. Hierdurch ist die Möglichkeit geschaffen, das in dem Beruhigungsraum gesammelte Hydraulikfluid über den Ablauf, d.h. eine Abflussöffnung, auf einfache Weise abzuführen und/oder weiterzuleiten. Vorteilhafterweise befindet sich der Ablauf dabei an einer Stelle des Ölabscheiders, welche im Betrieb bzw. im Einbauzustand geodätisch tiefer befindlich ist als die radiale erste Trennwand und/oder das Antriebselement und/oder zumindest ein Großteil der zweiten Trennwand. Besonders vorteilhaft befindet sich der Ablauf in eingebautem Zustand an der geodätisch tiefsten Stelle der Antriebskammer und/oder des Ölabscheiders.
  • Die Öffnung des Ablaufes kann vorteilhafterweise rund ausgebildet sein, wobei der Durchmesser des Ablaufes vorteilhafterweise größer ist als der Wellendurchmesser. Aber auch andere geometrische Formen sind möglich.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist der Zulauf für den Ablauf, d.h. ein zum Ablauf benachbarter Bereich des Ölabscheiders, insbesondere gegebenenfalls der Beruhigungskammer, spiralförmig ausgebildet.
  • Das Hydraulikfluid kann also über den Zulauf für den Ablauf über eine zumindest abschnittsweise kreisförmige, vorteilhafterweise geneigte Bahn in Richtung des Ablaufes geleitet werden.
  • Der Ablauf kann sich fortsetzen in einem benachbart zum Ablauf ausgebildeten Stutzen oder Fluidkanal.
  • In einer vorteilhaften Weiterbildung weist der Beruhigungsraum einen Ablauf für Hydraulikfluid in einen dem Beruhigungsraum benachbarten Bereich der Antriebskammer oder einen Ablauf für Hydraulikfluid durch die Außenwand des Gehäuses nach außen auf. Durch eine solche Ausgestaltung kann das Hydraulikfluid geeignet innerhalb oder außerhalb des Ölabscheiders weitergeleitet werden. Beispielsweise kann das Öl zu einem Ölsumpf bzw. Hydraulikfluidsumpf, einer Ölwanne bzw. Hydraulikfluidwanne, an zu kühlende Stellen und/oder an Schmierstellen geleitet werden.
  • Bevorzugt kann auch ein dem Beruhigungsraum benachbarter Bereich der Antriebskammer einen Ablauf für Hydraulikfluid in den Beruhigungsraum aufweisen. Hierdurch kann beispielsweise in der Antriebskammer gesammeltes Hydraulikfluid in die Beruhigungskammer geleitet werden. Insbesondere ist es je nach Ausführungsform möglich, dass ein Anteil des aus der Düse des Antriebselementes austretenden Hydraulikfluides nicht direkt in die Beruhigungskammer geleitet wird, sondern sich in der Antriebskammer sammelt bzw. unmittelbar aus der Antriebskammer abfließt. Ein Abfluss ermöglicht dann die geeignete Führung des Hydraulikfluides.
  • Um die konstruktive Gestaltung des Ölabscheiders und der Antriebskammer zu vereinfachen, können der Beruhigungsraum und der dem Beruhigungsraum benachbarte Bereich der Antriebskammer getrennte Abläufe für Hydraulikfluid aufweisen. Bei dieser Ausgestaltung ist es möglich, dass die Hydraulikfluidströme gegebenenfalls einfach an verschiedene Stellen zur Kühlung oder Schmierung geleitet werden können und dass gegebenenfalls eine Kühlung des Öls aufgrund der vergrößerten Oberfläche des Fluidstromes effizienter möglich ist. Vorteilhafterweise werden jedoch die beiden Hydraulikfluidströme nach den Abläufen vereinigt, so dass die getrennten Abläufe insbesondere einer beschleunigten Ölabfuhr dienen.
  • Bevorzugt ist die zweite Trennwand beabstandet zur Außenwand des Gehäuses, insbesondere der Antriebskammer, und längs des Umfangsrandes des Turbinenrades umlaufend beabstandet, insbesondere gleichmäßig beabstandet, zur Außenwand des Gehäuses ausgebildet. Hierdurch ergibt sich eine materialsparende Ausführungsform der zweiten Trennwand und des Ölabscheiders, welche eine gute Führung des Hydraulikfluides ermöglicht und vorteilhaft zu fertigen ist.
  • Vorteilhafterweise erstreckt sich die zweite Trennwand in zur Umlaufrichtung senkrechter Richtung in eine oder beide Richtungen bis a) zur Außenwand des Gehäuses, insbesondere der Antriebskammer, und/oder b) zur Welle und/oder c) zu einem Wellenlager und/oder d) zu einer innenliegenden Wandung des Gehäuses. Insbesondere kann sich die zweite Trennwand in eine oder beide Richtungen a) axial oder radial zur Außenwand des Gehäuses und/oder b) radial zur Welle und/oder c) radial zum Wellenlager und/oder d) zu einer innenliegenden Wandung des Gehäuses, insbesondere der Antriebskammer, erstrecken. Eine innenliegende Wandung des Gehäuses kann beispielsweise ein Dom in der Antriebskammer sein, der bis zum Wellenlager reicht und dieses trägt.
  • Die zweite Trennwand weist vorteilhafterweise zumindest Abschnitte auf, die eine Trennung zwischen dem Beruhigungsraum und dem übrigen Antriebsraum bewirken. Die zweite Trennwand kann jedoch auch Abschnitte aufweisen, die an die Außenwand des Gehäuses, die Welle oder das Wellenlager angrenzen und dabei als Positionierungshilfe und/oder zur Abdichtung wirken.
  • Beispielsweise kann die Form der Trennwand zumindest abschnittsweise kegelförmig oder zylindrisch ausgebildet sein. Die Form der Trennwand kann auch aus mehreren Abschnitten, welche kegelförmig oder zylindrisch ausgebildet sind, zusammengesetzt sein. Dabei können die Abschnitte unterschiedliche Dimensionen aufweisen. Diese Abschnitte können dabei einstückig oder als gesonderte, miteinander gefügte Bauteile gefertigt sein.
  • Insbesondere kann die Trennwand auch zwei Abschnitte enthalten, welche zylindrisch ausgebildet sind und voneinander verschiedene Durchmesser aufweisen. Diese Abschnitte können vorteilhafterweise auch koaxial angeordnet sein. Dienen die koaxialen Abschnitte nur der Trennung zwischen dem Beruhigungsraum und dem übrigen Antriebsraum, so sind vorteilhafterweise die koaxialen Abschnitte insbesondere in Axialrichtung zueinander versetzt. Weisen die koaxialen Abschnitte auch Abschnitte auf, die der Positionierung an der Gehäusewand, an der Welle oder dem Wellenlager dienen, so können sie auch ohne axiale Versetzung koaxial zueinander angeordnet sein. Die Mantelflächen dieser Zylinder können dabei im Längsschnitt, d.h. im Schnitt parallel zur Rotationsachse der Zylinder, betrachtet überdeckend angeordnet sein, d.h. im Längsschnitt betrachtet ist einer der Hohlzylinder zumindest abschnittsweise innerhalb des anderen Hohlzylinders angeordnet. Die Zylinder können vorteilhafterweise in einem Bereich miteinander verbunden sein, der die Grundfläche bzw. den Boden oder die Deckfläche bzw. den Deckel eines der Zylinder bildet.
  • In einer weiteren bevorzugten Weiterbildung weist die zweite Trennwand mindestens einen Bereich auf, der sich unmittelbar benachbart zur Wandung des Gehäuses, insbesondere der Antriebskammer, vorteilhafterweise abdichtend zu dieser Wandung, erstreckt.
  • Im Fall einer zumindest abschnittweise zylindrischen Form der zweiten Trennwand kann beispielsweise die Mantelfläche des zylinderförmigen Abschnitts unmittelbar benachbart zu einer Wandung der Antriebskammer verlaufen. Bei dieser Wandung kann es sich sowohl um die Innenseite einer Außenwand des Gehäuses handeln als auch um eine Wandung, welche nicht eine Außenwand bildet, sondern beispielsweise einen Teil des Wellenlagers.
  • Vorteilhafterweise ist die Trennwand einstückig ausgebildet, sie kann jedoch auch zwei Halbschalen oder mehrere Teilschalen aufweisen, die unterschiedliche radiale Abschnitte der Kegel- oder Zylinderform aufspannen. Hierdurch ist eine besonders einfache Herstellung möglich.
  • Um einen guten Durchtritt des Hydraulikfluides durch die schlitzartigen Öffnungen zu gewährleisten und gleichzeitig wenig Hydraulikfluid zur Wellendurchtrittsstelle in der radialen Trennwand vordringen zu lassen, empfiehlt es sich zumindest für diejenigen Ausführungsformen, in welchen die zweite Trennwand zwischen dem Umfangsrand des Turbinenrades und der benachbarten Gehäusewand angeordnet ist, dass die Ränder der schlitzartigen Öffnung zum Umfangsrand des Turbinenrades eine Abstand D von 0,1 mm ≤ D ≤ 50 mm, vorteilhafterweise 0,1 mm ≤ D ≤ 20 mm aufweisen.
  • Der Abstand D muss nicht konstant sein, er kann insbesondere in umlaufender Richtung variieren. Zudem kann sich der Abstand D je nach Auslegungsgröße und benötigter Leistung des Ölabscheiders unterscheiden.
  • Ebenfalls wird vorgeschlagen, dass die schlitzartige Öffnung oder die schlitzartigen Öffnungen in der Antriebskammer eine Breite B von 2 mm ≤ B ≤ 10 mm, vorteilhafterweise 2 mm ≤ B ≤ 5 mm aufweisen kann. Die Breite B kann in axialer Richtung variieren.
  • Die Verteilung und Führung des Hydraulikfluids kann weiter gesteuert werden, wenn die zweite Trennwand auf einer oder beiden ihrer Seiten Leitelemente, insbesondere Stege, zur Führung des Hydrauliköls aufweist. Insbesondere kann durch derartige Weiterbildungen der Anteil des zur Wellendurchtrittsstelle in der radialen Trennwand gelangenden Hydraulikfluides weiter reduziert werden. Zudem wird dadurch eine Möglichkeit geschaffen, zu steuern, wie schnell das Hydraulikfluid zum Ablauf des Ölabscheiders gelangt und wie viel Hydraulikfluid sich durchschnittlich in der Antriebskammer befindet. Dadurch kann die zum erfindungsgemäßen Betrieb notwendige Menge an Hydraulikfluid reduziert werden.
  • In einer vorteilhaften Ausführungsform umfasst der Umfangsrand der Turbine lediglich den Teil ihrer Stirnseiten, der radial außerhalb des Düsenaustrittsbereichs liegt, sowie den Außenumfangsrand.
  • Im Folgenden werden einige Beispiele erfindungsgemäßer Ölabscheider gegeben. Dabei bezeichnen in den einzelnen Beispielen gleiche oder ähnliche Bezugszeichen gleiche oder ähnliche Elemente, so dass deren Erläuterung gegebenenfalls nicht wiederholt wird. In den nachfolgenden Beispielen sind auch für die Erfindung nicht wesentliche Merkmale beschrieben. Dies sind neben den gemäß Anspruch 1 vorgesehenen Merkmalen weitere optionale und vorteilhafte Merkmale. Diese können sowohl für sich als auch in Kombination mit weiteren derartigen Merkmalen in dem jeweiligen Beispiel oder auch mit weiteren derartigen Merkmalen in anderen Beispielen in Kombination erfindungsgemäß eingesetzt werden.
  • Es zeigen
    • 1 einen Längsschnitt eines Ölabscheiders im Stand der Technik;
    • 2 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Ölabscheiders mit Kurbelgehäuse im Querschnitt;
    • 3 eine schematische Darstellung eines weiteren erfindungsgemäßen Ölabscheiders mit Kurbelgehäuse im Querschnitt;
    • 4 einen Längsschnitt eines erfindungsgemäßen Ölabscheiders mit unmittelbar benachbart zur Innenseite einer Außenwand der Antriebskammer ausgebildetem Bereich der zweiten Trennwand;
    • 5 einen Längsschnitt eines weiteren erfindungsgemäßen Ölabscheiders mit unmittelbar benachbart zur Innenwand der Antriebskammer ausgebildetem Bereich der zweiten Trennwand;
    • 6 einen Längsschnitt eines weiteren erfindungsgemäßen Ölabscheiders mit zylinderförmiger zweiter Trennwand;
    • 7 einen Längsschnitt eines weiteren erfindungsgemäßen Ölabscheiders mit zylinderförmiger zweiter Trennwand in kleinem Format; und
    • 8 einen Längsschnitt eines weiteren erfindungsgemäßen Ölabscheiders mit zylinderförmigem Bereich und an Wandungen der Antriebskammer ausgebildetem Bereich.
  • 1 zeigt einen Längsschnitt eines Ölabscheiders 1 im Stand der Technik, d.h. einen Schnitt parallel zur Längsachse der Welle des Ölabscheiders 1. Der Ölabscheider umfasst ein Gehäuse 11, welches zwei Gehäusehälften 12a, 12b aufweist. Innerhalb des Gehäuses 11 ist eine Trennwand 2 angeordnet, welche zwischen einer Antriebskammer 4 und einer Abscheidekammer 3 befindlich ist und welche den Innenraum in die Antriebskammer 4 und die Abscheidekammer 3 unterteilt. An der der Antriebskammer 4 abgewandten Seite weist der Ölabscheider 1 einen Einlass 14 für zu reinigendes Blow-by-Gas auf. Der Einlass 14 enthält eine Einlassöffnung 14a, eine Einlassführung 14b und einen Einlass-Übergangsbereich 14c. Das zu reinigende Gas tritt durch die Einlassöffnung 14a und die Einlassführung 14b derart ein, dass ein Teilstrom unmittelbar zum Einlass-Übergangsbereich 14c und ein anderer Teilstrom durch das Kugellager 22 zur Gaseintrittsstelle 14d und von diesen beiden Stellen jeweils in den Rotor gelangt. Der Einlass-Übergangsbereich 14c ist eine Öffnung, welche am der Antriebskammer 4 abgewandten Ende der Abscheidekammer 3 und unmittelbar benachbart zu dieser angeordnet ist. Die Einlassführung 14b ist ein Kanal, der die Einlassöffnung 14a und den Einlass-Übergangsbereich 14c miteinander verbindet.
  • Ebenfalls weist der Ölabscheider 1 einen Auslass 15 für gereinigtes Gas auf. Der Auslass 15 weist einen Auslass-Übergangsbereich 15c, eine Auslassführung 15b und eine Auslassöffnung 15a auf. Der Auslass-Übergangsbereich 15c ist eine Öffnung, welche unmittelbar benachbart zur Abscheidekammer 3, an der Längsseite 1a des Ölabscheiders 1 angeordnet ist. Die Auslassführung 15b verbindet den Auslass-Übergangsbereich 15c und die Auslassöffnung 15a miteinander. Die Längsausdehnung der Auslassführung 15b verläuft größtenteils parallel und benachbart zur Längsseite 1a des Ölabscheiders 1. In der Abscheidekammer 3 weist der Ölabscheider 1 ein drehbar gelagertes, kegelstumpfförmiges Ölabscheideelement 51 mit einem hier nicht im Detail gezeigten Scheibenstapel 511 auf. Das Ölabscheideelement 51 ist auf einer Welle 52 angeordnet, welche innerhalb des Gehäuses 11 befindlich ist. Diese Welle ist im Gehäuse 11 mittels eines Kugellagers 22, welches am abscheidekammerseitigen Ende der Welle 52 angeordnet ist, und eines Gleitlagers 23, welches am antriebskammerseitigen Ende der Welle 52 angeordnet ist, gelagert. An der Wellendurchtrittsstelle 25 tritt die Welle 52 durch die Trennwand 2 hindurch. In der Antriebskammer 4 ist ein hydraulisch angetriebenes Turbinenrad 53 als Antriebselement auf der Welle 52 angeordnet. Dieses Turbinenrad umfasst eine Düse 531, welche längs des Umfangsrandes 532 des Turbinenrads 53, gegenüber dem Außenumfangsrand 533 etwas nach innen versetzt, im Wesentlichen tangential gerichtet zum Außenumfangsrand 533 des Turbinenrads 53 angeordnet ist und als Auslass für das Hydraulikfluid bzw. Antriebsfluid dient. Im von der ersten Trennwand 2 am weitesten entfernten Bereich der Antriebskammer 4 ist ein spiralförmiger Boden 41b vorgesehen, der in einen Ablauf 41 für Öl mündet. Der spiralförmige Boden 41b ist schematisch dargestellt durch eine gebogene Linie 41c, welche die Stoßstelle des Bodens 41b mit der Gehäuseaußenwand 131, welche sich zu beiden Seiten der Rotationsachse der Welle 52 und axial zu dieser erstreckt, bezeichnet.
  • Über den Einlass 14 kann zu reinigendes Blow-by-Gas in den Ölabscheider geleitet werden und gelangt in die Zwischenräume zwischen den einzelnen Scheiben des kegelstumpfförmigen Scheibenstapels 511. Durch die Rotation des Ölabscheideelements 51 wird das Blow-by-Gas einer hohen Zentrifugalkraft ausgesetzt. Infolgedessen wird das Gas in Richtung der Innenseite der Gehäuseaußenwand 131, d.h. in Richtung der Innenseite der Gehäuseaußenwand 131b der Abscheidekammer 3, beschleunigt . Dies führt zu einem Abscheiden von Ölnebel und Öltröpfchen auf den Scheiben des Scheibenstapels 511 und auch auf der Innenseite der Gehäuseaußenwand 131, 131b. Das so gereinigte Blow-by-Gas wird aus dem Ölabscheider 1 über den Auslass 15 abgeführt, während das abgeschiedene Öl über einen weiteren hier nicht dargestellten Kanal abgeleitet werden kann.
  • 2 zeigt schematisch einen Querschnitt eines erfindungsgemäßen Ölabscheiders 1 mit der Verbindung zum Kurbelgehäuse 18. Hier ist schematisch ein Kurbelgehäuse 18 mit Ölsumpf 16 inklusive dunkel dargestelltem Öl 17 gezeigt. Der Boden 18a des Kurbelgehäuses 18 ist das geodätisch am tiefsten angeordnete Bauteil der Darstellung und bildet die „untere“ Seite des Kurbelgehäuses 18. Im oberen Bereich des Kurbelgehäuses 18, oberhalb des Spiegels des Ölsumpfes 16 erstreckt sich eine Gasleitung 141 bis zum Einlass 14 des Ölabscheiders 1, welcher geodätisch höher als das Kurbelgehäuse 18 angeordnet ist. Der Einlass 14 ist an der oberen Seite des Ölabscheiders 1, koaxial zur Welle 52 des Ölabscheiders 1 angeordnet. Senkrecht zur Längsachse des Ölabscheiders 1 (welche parallel zur Welle 52 verläuft) erstreckt sich im oberen Bereich des Ölabscheiders 1 ein Auslass 15 für gereinigtes Gas. In der Antriebskammer 4 des Ölabscheiders 1 ist schematisch eine zweite, parallel zur Welle 52 verlaufende Trennwand 43 angedeutet, welche zwischen dem Umfangsrand des Turbinenrads 53 und der benachbarten Gehäusewand 131 im Bereich der Antriebskammer 4 angeordnet ist. Die Trennwand 43 weist eine schlitzartige Öffnung 42 auf, die auf Höhe des Turbinenrads 53 ausgeführt ist. Eine Beruhigungskammer 45 erstreckt sich auf der vom Turbinenrad 53 abgewandten Seite der zweiten Trennwand 43 bis zur Außenwand des Gehäuses 11. Am geodätisch tiefsten Punkt des Ölabscheiders 1 ist ein Ablauf 41 angeordnet, benachbart zu welchem das Gehäuse 11 einen trichterförmigen Bereich 41a ausbildet. Ausgehend vom Ablauf 41 erstreckt sich eine rechtwinklige Ölleitung 411 bis zum Kurbelgehäuse 18. Vom Ölsumpf 16 erstreckt sich eine erste Ölleitung 536 senkrecht und gerade vom Spiegel des Ölsumpfs 16 hin zu einer schematisch dargestellten Pumpe 19. An die Pumpe 19 schließt sich eine weitere, gerade geformte zweite Ölleitung 535 an, welche senkrecht zur ersten Ölleitung 536 verläuft und sich zu dem Turbinenrad 53 im Ölabscheider 1 hin erstreckt.
  • Blow-by-Gase innerhalb des Kurbelgehäuses 18 können mittels der Gasleitung 141 in den Ölabscheider 1 geleitet werden. Das gereinigte Gas wird über den Auslass 15 abgeführt. Das abgeschiedene Öl wird zusammen mit Antriebsöl für das Turbinenrad 53 im Bereich des Ablaufes 41 gesammelt und über die Ölleitung 411 zurück in den Ölsumpf 16 geführt. Öl 17 aus dem Ölsumpf 16 kann mittels einer schematisch dargestellten Pumpe 19 über Leitungen 535, 536 in das Turbinenrad 53 im Ölabscheider 1 geleitet werden. Dort wird durch die Anströmung ein Drehmoment ausgeübt und der Rotor 5 des Ölabscheiders 1 wird angetrieben. Beim Austritt des Öls 17 aus der Düse 531 (vgl. 4 bis 8) des Turbinenrads 53 wird das Öl 17 durch eine schematisch dargestellte schlitzartige Öffnung 42 geleitet, welche sich innerhalb einer zweiten Trennwand 43 befindet. Dadurch kann das Öl 17 in eine Beruhigungskammer 45 gelangen. Die Beruhigungskammer 45 dient dabei insbesondere der Beruhigung des Öls in der durch die zweite Trennwand 43 abgetrennten eigentlichen Antriebskammer 4.
  • 3 zeigt im Querschnitt schematisch einen weiteren erfindungsgemäßen Ölabscheider 1 mit Kurbelgehäuse 18. Im Gegensatz zur vorherigen Ausführungsform ist die Welle 52 des Ölabscheiders 1 in dieser Ausführungsform parallel zum Spiegel des Ölsumpfes 16 verlaufend angeordnet, sodass Antriebskammer 4 und Abscheidekammer 3 auf geodätisch gleicher Höhe angeordnet sind. Daher sind auch der Einlass 14, der Rotor 5, das kegelstumpfförmige Ölabscheideelement 51 mit Scheibenstapel 511, die erste Trennwand 2 und zweite Trennwand 43 verglichen mit der Ausführungsform der 2 um 90° gedreht angeordnet. Die Abscheidekammer 3 weist auf der geodätisch unteren Seite eine Öffnung 20 auf, durch welche abgeschiedenes Öl 17 austreten und zu einem Ablauf 41 geführt werden kann.
  • Der Ölabscheider 1 ist in dieser Ausführungsform innerhalb des Kurbelgehäuses 18, benachbart zu der oberen, d.h. dem Spiegel des Ölsumpfes 16 gegenüberliegenden, Seite des Kurbelgehäuses 18 angeordnet. Der Ablauf 41 ist an der tiefsten geodätischen Stelle des Ölabscheiders 1 befindlich, wobei sich oberhalb des Ablaufs 41 ein Bereich 41a erstreckt, welcher sich aus koaxial angeordneten zylinderförmigen und trichterförmigen Abschnitten zusammensetzt. Die sich an den Ablauf 41 anschließende Ölleitung 411 verläuft geradlinig nach unten zum Ölsumpf 16. Etwa auf halber Höhe zwischen dem Spiegel des Ölsumpfes 16 und dem Ablauf 41 befindet sich ein Abzweig 411b mit sich daran anschließender Entlüftungsleitung für im Öl 17 befindliches Gas.
  • In dieser Ausführungsform erstreckt sich zwischen dem Einlass 14 des Ölabscheiders 1 und dem Kurbelgehäuse 18 ein Kanal 141', dessen Durchströmquerschnitt ungefähr dem Durchmesser des Rotors 5 gleich ist und somit größer ist als der Durchmesser der Gasleitung 141 in 2. Über einen Großteil seiner Erstreckung verläuft der Kanal 141' im wesentlichen parallel zum Spiegel des Ölsumpfes 16, wobei die Kanalwände 141a' drei Vorsprünge 141b' aufweisen, welche senkrecht zur Kanalwand 141a' in das Innere des Kanals 141' weisen. Im Betrieb wird das Gas aus dem Kurbelgehäuse 18 im Wesentlichen mäanderförmig um diese Vorsprünge 141b' herumgeleitet, wodurch es zu einer Prallabscheidung von im Gas befindlichen Öl kommt, bevor es zum Einlass 14 des Ölabscheiders 1 gelangt.
  • 4 zeigt einen erfindungsgemäßen Ölabscheider 1 im Längsschnitt, welcher den Ölabscheider 1 aus dem Stand der Technik in 1 erfindungsgemäß weiterbildet. Hier ist in der Antriebskammer 4 eine zweite Trennwand 43 ausgebildet, welche längs der Gehäuseaußenwand 131 und längs des Turbinenrads 53 umläuft und zwischen dem Umfangsrand des Turbinenrads 53 und der Gehäusewand 13 angeordnet ist. Die Trennwand 43 enthält einen ersten zylindrischen Abschnitt 48 geringeren Durchmessers in Form eines Topfes, dessen Topfboden 48a an dem der Abscheidekammer 3 abgewandten Ende des Zylinders 48 sich radial zur Rotationsachse der Welle 52 erstreckend und diese umlaufend angeordnet ist, und einen zweiten zylindrischen Abschnitt 49 größeren Durchmessers in Form eines Topfes, dessen Topfboden 49a an dem der Abscheidekammer 3 abgewandten Ende des Zylinders 49 sich radial zur Rotationsachse der Welle erstreckend und diese umlaufend angeordnet ist. Beide zylindrischen Abschnitte 48, 49 verlaufen koaxial zur Welle 52, wobei der erste zylindrische Abschnitt 48 radial näher zum Turbinenrad 53 ausgebildet ist als der zweite zylindrische Abschnitt 49. Der Durchmesser des ersten zylindrischen Abschnittes 48 ist etwas größer als der Durchmesser des Turbinenrads 53, d.h. in diesem Beispiel ca. 1 mm bis 3 mm größer, und ist etwa dem halben Durchmesser des Gehäuses 11 gleich. Die Trennwand 43 bildet durch ihre Form eine Beruhigungskammer 45 zwischen der Mantelfläche des ersten zylindrischen Abschnitts 48 und der Gehäuseaußenwand 131 aus. Nun ist in der Trennwand 43 auf der Höhe der Düse 531 des Turbinenrads 53 umlaufend eine schlitzartige Öffnung 42 in der zweiten Trennwand 43, und zwar in der Mantelfläche des ersten zylindrischen Abschnitts 48, ausgebildet. Dadurch wird die Mantelfläche des ersten zylindrischen Abschnitts 48 untergliedert in einen Bereich 43a der zweiten Trennwand 43, welcher umlaufend um die Rotationsachse der Welle 52 zwischen der ersten Trennwand 2 und dem Turbinenrad 53 angeordnet ist; einen weiteren Bereich 43c, welcher orthogonal zur Rotationsachse der Welle 52, oberhalb des Umfangsrandes 532 des Turbinenrads 53 ausgebildet ist; und einen weiteren Bereich 43b, welcher im Wesentlichen konzentrisch umlaufend um die Rotationsachse der Welle 52, sich von dem Turbinenrad 53 in die Antriebskammer 4 hinein erstreckend, ausgebildet ist. Aus der Düse 531 austretendes Öl kann durch die schlitzartige Öffnung 42 hindurch in den Bereich 45a zwischen der Gehäuseaußenwand 131 und der zweiten Trennwand 43 gelangen, welcher die Beruhigungskammer 45 ist. In einem senkrecht zur Rotationsachse der Welle 52 ausgebildeten Bereich 43d der Trennwand 43, welcher auf Höhe der Deckfläche des zweiten zylindrischen Abschnitts 49 angeordnet ist, sind Öffnungen 44 ausgebildet, die einen Abflauf aus der Beruhigungskammer 45 in den Bereich 45b der Antriebskammer 4, welcher benachbart ist zur Beruhigungskammer 45, ausbilden. Ein sich an den mit Öffnungen 44 versehenen Bereich der Trennwand 43 anschließender Bereich 46 bildet die Mantelfläche des zweiten zylindrischen Abschnittes 49 und ist in der hier dargestellten Ausführungsform unmittelbar benachbart zur Gehäuseaußenwand 131, 131a angeordnet. Dieser Bereich 46 dient nicht zum Aufspannen des Beruhigungsraumes, sondern als Positionierungs- und Montagehilfe. Im von der ersten Trennwand 2 am weitesten entfernten Bereich der Antriebskammer 4 ist ein spiralförmiger Boden 41b vorgesehen, der in den Ablauf 41 mündet, über den abgeschiedenes Öl aus dem Abscheideraum 45 abgeleitet wird.
  • 5 zeigt einen Längsschnitt eines weiteren erfindungsgemäßen Ölabscheiders 1. In dieser Ausführungsform ist ebenfalls eine zweite Trennwand 43 ausgebildet, welche sich zwischen dem Turbinenrad 53 und der Gehäusewand 13, d.h. der Gehäuseaußenwand 131, angeordnet innerhalb eines Bereiches umlaufend um die Rotationsachse der Welle 52 erstreckt und eine schlitzartige Öffnung 42 auf der Höhe des Turbinenrads 53 aufweist.
  • Die Trennwand 43 enthält einen ersten zylindrischen Abschnitt 48 größeren Durchmessers und einen zweiten zylindrischen Abschnitt 49 geringeren Durchmessers, welche beide koaxial zur Welle 52 verlaufen, wobei der erste zylindrische Abschnitt 48 näher an der ersten Trennwand 2 ausgebildet ist als der zweite zylindrische Abschnitt 49. Der Durchmesser des ersten zylindrischen Abschnittes 48 ist etwas größer als der Durchmesser des Turbinenrads 53 und ist etwa dem halben Durchmesser des Gehäuses 11 gleich. Im Gegensatz zu der vorangegangenen Ausführungsform ist hier jedoch kein Bereich unmittelbar an der Gehäuseaußenwand 131, 131a angrenzend angeordnet, sondern die Mantelfläche des zweiten zylindrischen Abschnitts 49 ist unmittelbar benachbart zu einer innenliegenden Wandung 132a der Antriebskammer, d.h. einer innenliegenden Wandung 132 des Gehäuses 11, ausgebildet, die sich benachbart zur Rotationsachse der Welle 52 befindet und - wie in den anderen Ausführungsbeispielen - als Dom ausgebildet ist, an dessen der ersten Trennwand 2 zugewandtem Ende das Gleitlager 23 angebracht ist.
  • Die Ausführungsform weist ebenfalls eine Beruhigungskammer 45 auf, welche zwischen den Mantelflächen der zylindrischen Abschnitte 48, 49 und der Gehäuseaußenwand 131 gebildet wird. Ebenfalls wird in dieser Ausführungsform durch Öffnungen 44 ein Ablauf gebildet. Hier dient der Ablauf jedoch dem Ablaufen des Hydraulikfluids von einem Bereich 45b benachbart zur Beruhigungskammer 45 in die Beruhigungskammer 45.
  • In 6 ist eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Ölabscheiders im Längsschnitt dargestellt. Diese Ausführungsform unterscheidet sich von den vorangegangenen Ausführungsformen einerseits dadurch, dass die zweite Trennwand 43 zylinderförmig mit konstantem Zylinderdurchmesser ausgeführt ist. In diesem Ausführungsbeispiel wird die Form der Trennwand 43 also durch einen einzelnen zylindrischen Abschnitt 48 beschrieben, welcher koaxial zur Welle 52 verläuft. Der Durchmesser des zylindrischen Abschnittes 48 ist etwas größer als der Durchmesser des Turbinenrads 53 und ist etwa dem halben Durchmesser des Gehäuses 11 gleich. Auch der Bereich der zweiten Trennwand 43, in welchem die Öffnungen 44 ausgebildet sind, welche einen Ablauf aus dem inneren Bereich der Antriebskammer 4 in den Beruhigungsraum 45 bilden, ist innerhalb des Bereiches mit konstantem Durchmesser ausgebildet. Das Öl aus dem inneren Bereich der Antriebskammer 4 wird gemeinsam mit dem Öl aus dem Beruhigungsraum über den spiralförmigen Bereich 41b zum Ablauf 41 geführt. Die zweite Trennwand 43 verläuft zylinderförmig durch die gesamte Antriebskammer 4.Weiter unterscheidet sich diese Ausführungsform von den vorangegangenen dadurch, dass im gezeigten Querschnitt auf der linken Seite der zweiten Trennwand 43 auf Höhe der Turbine 53 keine schlitzartige Öffnung vorhanden ist, sondern ein Steg 60. Eine schlitzartige Öffnung 42 ist im dargestellten Querschnitt nur auf der rechten Seite der zweiten Trennwand 43 ersichtlich. Die schlitzartige Öffnung 42 verläuft in diesem Ausführungsbeispiel also nicht umlaufend, sondern abschnittsweise. Die Figur ist vereinfacht, auf die Darstellung weiterer Öffnungen 44 im sichtbaren hinteren Bereich der zweiten Trennwand 43 wurde verzichtet.
  • In 7 ist eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Ölabscheiders im Längsschnitt dargestellt. Die zweite Trennwand 43 wird in diesem Ausführungsbeispiel ebenfalls durch einen einzelnen zylindrischen Abschnitt 48 gebildet, welcher koaxial zur Welle 52 verläuft. Der Durchmesser des zylindrischen Abschnittes 48 ist etwas kleiner als der Durchmesser des Turbinenrads 53, und ist etwas geringer als der halbe Durchmesser des Gehäuses 11. Hierdurch ragt der Umfangsrand des Turbinenrads 53 über die schlitzartige Öffnung 42 hinaus, so dass das Risiko eines Zurückprallens von Öl durch die Öffnung 42 in die Antriebskammer 4 hinein und damit das Risiko des Ölreißens über die Wellendurchtrittsstelle gegenüber den vorhergehenden Ausführungsbeispielen weiter reduziert ist. Diese Ausführung unterscheidet sich von den vorangegangenen Ausführungsbeispielen zusätzlich dadurch, dass die Höhe des zylindrischen Abschnitts 48 wesentlich geringer ist als in den vorangegangenen Beispielen. Die zweite Trennwand 43 erstreckt sich daher von der ersten Trennwand 2 her in nur einen Teil der Antriebskammer 4, wobei die Höhe der zylinderförmigen Trennwand, d.h. die Ausdehnung parallel zur Rotationsachse der Welle 52, geringer ist als die halbe Längsausdehnung, d.h. die Ausdehnung parallel zur Rotationsachse der Welle 52, der Antriebskammer 4. In diesem Ausführungsbeispiel sind die Öffnungen 44 in der zweiten Trennwand 43 in dem senkrecht zur Rotationsachse der Welle 52 verlaufenden Bereich 43d der Trennwand ausgebildet, welcher den Boden des zylindrischen Abschnitts 48 bildet. Die Öffnungen 44 dienen dem Ablaufen des Hydraulikfluids von zylindrischen Bereich 45b benachbart zur Beruhigungskammer 45 in die Beruhigungskammer 45.
  • 8 zeigt den Längsschnitt einer weiteren Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Ölabscheiders, bei welcher die zweite Trennwand 43 zwischen dem Umfangsrand des Turbinenrads 53 und der Gehäusewand 13 angeordnet ist. Diese Ausführungsform unterscheidet sich von den vorangegangenen Ausführungsformen einerseits dadurch, dass die zweite Trennwand 43 formschlüssig in die untere Gehäusehälfte 12b integriert ist. Weiter unterscheidet sie sich von den vorangegangenen Ausführungsformen dadurch, dass die schlitzartige Öffnung 42 zwischen der ersten Trennwand 2 und der zweiten Trennwand 43 ausgebildet ist, wodurch sich verglichen mit den zuvor beschriebenen Ausführungsformen eine größere Breite der schlitzartigen Öffnung 42 ergibt. Zudem ist an der in der Antriebskammer befindlichen Innenseite 47 der Gehäuseaußenwand 131, 131a des Gehäuses 11 eine längs der Innenseite 47 der Gehäuseaußenwand 131, 131a umlaufende, spiralförmige Ablaufrippe 47a angebracht, die das Abführen des Antriebsöls an der Innenseite 47 der Gehäuseaußenwand 131, 131a erleichtert. Die Ablaufrippe 47a erzeugt in 8 umlaufende sichtbare Kanten 47b (d.h. 47b selbst stellt keine Schnittkanten dar, allerdings enden diese sichtbaren Kanten 47b äußerst rechts und äußerst links in Schnittkanten) an der Innenseite 47 der Gehäuseaußenwand 131a der Antriebskammer 4. Der eigentliche Ablauf aus dem Beruhigungsraum ist im gezeigten Schnitt nicht sichtbar, aber der hiervon getrennte Ablauf 41 aus dem inneren Bereich der Antriebskammer 4.

Claims (21)

  1. Ölabscheider (1) mit einem Gehäuse (11), das eine Antriebskammer (4) und eine Abscheidekammer (3) aufweist, die durch eine erste Trennwand (2) voneinander getrennt sind, einem in der Abscheidekammer (3) drehbar angeordneten Abscheideelement (51), einem in der Antriebskammer (4) angeordneten, hydraulisch angetriebenen Turbinenrad (53) als Antriebselement, das mindestens eine längs seines Außenumfangsrands (533) angeordnete, im Wesentlichen tangential zum Außenumfangsrand (533) des Turbinenrades (53) gerichtete Düse (531) als Auslaß für das Antriebsfluid aufweist, und einer drehbaren Welle (52), die das Turbinenrad (53) und das Abscheideelement (51) miteinander verbindet, dadurch gekennzeichnet, dass benachbart zu dem Turbinenrad (53) und der Gehäusewand (13) eine längs der Gehäusewand (13) und längs des Umfangsrandes (532) des Turbinenrades (53) umlaufende zweite Trennwand (43) angeordnet ist, wobei längs des Umfangsrandes (532) des Turbinenrades (53) mindestens eine zumindest abschnittsweise umlaufende schlitzartige Öffnung (42) in oder an der zweiten Trennwand (43) ausgebildet ist.
  2. Ölabscheider (1) nach dem vorhergehenden Anspruche, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Trennwand (43) zumindest abschnittsweise zwischen dem Umfangsrand (532) des Turbinenrades (53) und der benachbarten Gehäusewand (13) angeordnet ist.
  3. Ölabscheider (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass längs des Umfangsrandes (532) des Turbinenrades (53) eine vollständig um das Turbinenrad (53) umlaufende schlitzartige Öffnung (42) in oder an der zweiten Trennwand (43) ausgebildet ist.
  4. Ölabscheider (1) nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das Turbinenrad (53) zumindest abschnittsweise in die schlitzartige Öffnung (42) hineinragt.
  5. Ölabscheider (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die schlitzartige Öffnung (42) radial außerhalb des Außenumfangsrandes (533) des Turbinenrades (53) verläuft.
  6. Ölabscheider (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass längs des Umfangsrandes (532) des Turbinenrades (53) mehrere, vorteilhafterweise zwei, drei, vier oder mehr, voneinander getrennte, beispielsweise durch Stege (60) getrennte, abschnittsweise umlaufende schlitzartige Öffnung (42) in oder an der zweiten Trennwand (43) ausgebildet sind.
  7. Ölabscheider (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die schlitzartige Öffnung (42) zwischen einer Außenwand (131, 131a) des Gehäuses (11), insbesondere der Antriebskammer (4), und der zweiten Trennwand (43) oder zwischen der ersten Trennwand (2) und der zweiten Trennwand (43) oder in der zweiten Trennwand (43) ausgebildet ist.
  8. Ölabscheider (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Trennwand (43) zwischen der zweiten Trennwand (43) und der Außenwand (131, 131a) des Gehäuses (11), insbesondere der Antriebskammer (4), einen Beruhigungsraum (45) für das Hydraulikfluid ausbildet.
  9. Ölabscheider (1) nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Beruhigungsraum (45) einen Ablauf (41) für Hydraulikfluid aufweist.
  10. Ölabscheider (1) nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Beruhigungsraum (45) einen Ablauf (41) für Hydraulikfluid in einen dem Beruhigungsraum (45) benachbarten Bereich der Antriebskammer (4) aufweist oder einen Ablauf (41) für Hydraulikfluid durch die Außenwand (131) des Gehäuse (11) nach außen aufweist.
  11. Ölabscheider (1) nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass ein dem Beruhigungsraum (45) benachbarter Bereich der Antriebskammer (4) einen Ablauf (41) für Hydraulikfluid in den Beruhigungsraum (45) aufweist.
  12. Ölabscheider (1) nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Beruhigungsraum (45) und der dem Beruhigungsraum benachbarte Bereich der Antriebskammer (4) getrennte Abläufe (41) für Hydraulikfluid aufweisen.
  13. Ölabscheider (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Trennwand (43) beabstandet zur Außenwand (131, 131a) des Gehäuses (11), insbesondere der Antriebskammer (4), und längs des Umfangsrandes (532) des Turbinenrades (53) umlaufend beabstandet, insbesondere gleichmäßig beabstandet, zur Außenwand (131) des Gehäuses (11) ausgebildet ist.
  14. Ölabscheider (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Trennwand (43) in zur Umlaufrichtung senkrechten Richtung sich in eine oder beide Richtungen bis a) zur Außenwand (131, 131a) des Gehäuses (11), insbesondere der Antriebskammer (4), und/oder b) zur Welle (52) und/oder c) zu einem Wellenlager (23) und/oder zu einer innenliegenden Wandung (132) des Gehäuses (11), insbesondere der Antriebskammer (4), erstreckt.
  15. Ölabscheider (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Trennwand (43) mindestens einen Bereich aufweist, der sich unmittelbar benachbart zu einer Wandung (131, 132) des Gehäuses, insbesondere der Antriebskammer (4), vorteilhafterweise abdichtend erstreckt.
  16. Ölabscheider nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ränder der schlitzartigen Öffnung (42) zum Außenumfangsrand (533) des Turbinenrades (53) einen Abstand D von 0,1 mm ≤ D ≤ 50 mm, vorteilhafterweise 0,1 mm ≤ D ≤ 20 mm aufweisen.
  17. Ölabscheider nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die schlitzartige Öffnung (42) eine Breite B von 2 mm ≤ B ≤ 10mm, vorteilhafterweise 2 mm ≤ B ≤ 5 mm aufweist.
  18. Ölabscheider nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Trennwand (43) auf einer oder beiden ihrer Seiten Leitelemente, insbesondere Stege, zur Führung des Hydrauliköls aufweist.
  19. Ölabscheider nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Trennwand (43) längs der Umfangsöffnungen mindestens einer, mehrerer oder aller der schlitzartigen Öffnungen (42) Leitelemente, insbesondere Stege, zur Führung des Hydrauliköls aufweist.
  20. Entlüftungsvorrichtung, insbesondere für die Entlüftung eines Kurbelgehäuses (18) eines Verbrennungsmotors, mit einem Ölabscheider (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
  21. Verbrennungsmotor mit einem Ölabscheider (1) oder einer Entlüftungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
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