DE29704972U1

DE29704972U1 - Vorrichtung zum Zentrifugalreinigen von Flüssigkeiten

Info

Publication number: DE29704972U1
Application number: DE29704972U
Authority: DE
Original assignee: Glacier Metal Co Ltd
Current assignee: Mann and Hummel GmbH
Priority date: 1996-03-19
Filing date: 1997-03-18
Publication date: 1997-05-28
Anticipated expiration: 2007-03-19
Also published as: JP3917663B2; GB2311239A; AU2100697A; JP2000506775A; WO1997034703A1; EP0889752A1; EP0889752B1; GB2311239B; DE69712612D1; US6074336A; ZA972277B; GB9605735D0; ATE217545T1

Description

18. März 1997 Müller-Bore & Partner

Anmelder: The Glacier Metal Company, Ltd.
"Centrifugal liquid cleaning arrangement"
Unser Zeichen: G 4050 - ru / ka

Beschreibung

VORRICHTUNG ZUM ZENTRIFUGALREINIGEN VON FLÜSSIGKEITEN

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Vorrichtungen zum Reinigen von Flüssigkeiten der Art, welche einen Zentrifugalabscheider für feste Verunreinigungen aus einer Flüssigkeit umfassen, welche durch einen Behälter desselben hindurchgeführt wird, weicher mit hoher Drehzahl rotiert, und insbesondere auf die Anordnung und Halterung eines derartigen Zentrifugalabscheiders relativ zu einer Maschine, in welcher die Flüssigkeit enthalten ist und flie/?t.

Es ist gut bekannt, feste Verunreinigungen aller Größen aus einem Fluid, oftmals einer Flüssigkeit, durch einen Zentrifugalabscheider zu entfernen, in welchem ein im wesentlichen in vertikaler Richtung angeordneter Hochgeschwindigkeitsrotor einen Behälter zur Ablagerung von Verunreinigungen (der Einfachheit halber als Behälter für Verunreinigungen bezeichnet) umfaßt, durch welchen das Fluid hindurchgeführt wird und in welchem feste Verunreinigungen von dem Fluid für eine Ablagerung an der Behälterwand abgetrennt werden, von welcher sie periodisch entfernt werden oder der Behälter ersetzt werden kann. Bei einem derartigen Zentrifugalreiniger kann sein Rotor durch eine externe Kupplung mit einem Motor oder einer ähnlichen Rotationsmaschine, mit welcher er verwendet wird, angetrieben werden, wobei dies in einer komplexen und teuren Konstruktion resultiert, oder er kann, wie dies gebräuchlicher ist, dadurch angetrieben werden, da/? bewirkt wird, daß das in den Behälter für die Verunreinigungen unter Druck zugeführte Fluid über tangential gerichtete Düseneinrichtungen austritt, wobei sich als Reaktion hierauf der Rotor mit hoher Drehzahl dreht, weiche für eine effiziente Zentrifugalabscheidung wesentlich ist. Ein derartiger Fluidreiniger, in welchem der Rotor durch das

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zureinigende Fluid angetrieben wird, wird nachfolgend als selbstangetriebener Zentrifugalabscheider bezeichnet.

Derartige selbstangetriebene Zentrifugalabscheider werden mit Verbrennungskraftmaschinen einer Vielzahl von Typen und Größen verwendet, um eine Abtrennung von teilchenförmigen Verunreinigungen aus dem Schmieröl zu bewirken, welches durch Komponenten jedes Motors über im Motorblock ausgebildete Leitungen oder Kanäle zirkuliert. Beispiele derartiger Reiniger können in der GB 735 658, GB 1 089 355 und GB 2 193 123 gefunden werden.

Selbstangetriebene Zentrifugalabscheider sind definitionsgemäß Bypass-Vorrichtungen, in welche jegliches Schmieröl, welches im wesentlichen unter demselben Druck wie anderen Komponenten des Motors eingebracht wird, hindurchtritt und eine Rotation des Behälters für die Verunreinigungen durch Verlust seiner gesamten Energie während dieses Vorganges bewirkt und zu einem Vorratsbehälters des Rotors nur unter Schwerkraft zurückfließen kann. Derartige Abscheider werden daher immer in Kombination mit bekannten Hauptstrom-Sperrfiltern verwendet, bei welchen das Schmiermittel unter hohem Druck zu den Arbeitskomponenten der Motoren gepumpt wird und ein Teil dieses Schmiermittels zu dem Zentrifugalreiniger abgeleitet wird.

Üblicherweise wird ein Motorblock mit einem vorbereiteten Bereich hergestellt, welcher für die Aufnahme einer Filtereinheit adaptiert ist, und mit Leitungen ausgebildet, welche in derartigen Bereichen für die Zufuhr des Schmiermittels zu der Filtereinheit und der Rückführung von diesem münden. Der Bereich der Motorblockoberfläche, welcher für die Montage eines zusätzlichen Zentrifugalabscheiders verfügbar ist, ist klein und deshalb wurde bisher Wert darauf gelegt, eine maximale Querschnittsfläche für eine Auslaßleitung zur Verfügung zu stellen, sodaß das Schmiermittel frei unter Schwerkraft abfließen kann, während die Zufuhr unter Hochdruck durch eine externe, jedoch freiliegende Leitung erfolgte.

Es ist die Herstellung von Reinigungseinheiten bekannt, welche sowohl Haupt-

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strom-Sperrfilter und selbstangetriebene Zentrifugalabscheider in einer gemeinsamen Anordnung umfassen und welche einen Trägerverteiler oder -block umfassen, welcher an dem Motorblock montiert ist und die Übergangsfläche für den Flüssigkeitsdurchtritt mit diesem ausbildet. Beispiele hiefür sind in der GB 876 299, GB 2 160 449 und GB 2 160 796 gegeben. In vielen Motorkonstruktionen, welche bestehende, einfache Hauptstromfiltervorrichtungen aufweisen, ist es jedoch bevorzugt, getrennt montierte Hauptstromfilter und Zentrifugalabscheider zu haben.

Einer der Vorzüge der Verwendung eines Zentrifugalabscheiders ist jener, da/?

der Behälter für lange Zeiträume betrieben werden kann, bevor er mit Ablagerungen gefüllt ist und eine Reinigung oder einen Ersatz erfordert. Obwohl sein Betrieb für den fortgesetzten Betrieb des Motors zumindest über kurze Zeiträume aufgrund der Tatsache, da/? das Schmiermittel im Bypass zu den Arbeitskomponenten des Motors geführt wird, nicht wesentlich ist, ist es dennoch bei traditionellen Konstruktionen notwendig, den Behälter in regelmäßigen Wartungsintervallen zu reinigen oder zu ersetzen, wenn der Motor steht, unabhängig davon, daß der Behälter des Zentrifugalabscheiders eine Wartung nicht erfordert, wobei eine derartige Wartung die Entfernung eines Deckels, welcher den Behälter beinhaltet, und den Ersatz jeglicher Dichtungen oder dgl.

erfordert.

Da der Schmiermittelweg durch die Anordnung im Bypass zu den die Motorkomponenten versorgenden geführt wird, sollte es möglich sein, den Behälter für die Verunreinigungen zu entfernen, zu reinigen und/oder zu wechseln, während der Motor in Betrieb ist, wobei dies jedoch, wenn der Behälter mit hoher Drehzahl rotiert und Schmiermittel ins Innere der Abdeckung ausstößt, verständlicherweise sehr unerwünscht ist. Da es weiters üblicherweise einfach möglich ist zu bestimmen, wenn ein Behälter aufgrund seiner Befüllung mit Ablagerungen zum Stillstand gekommen ist, d.h. er aufgehört hat zu rotieren, besteht die Möglichkeit einer Entfernung des Deckels im Betrieb, um den stillstehenden Behälter zu entfernen, ohne sich zu vergegenwärtigen oder sich zu erinnern, daß der Einlaß in den Behälter mit der Quelle des Hochdruckschmier-

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mittels für den Motor verbunden ist. Eine derartige unbeabsichtigte Entfernung des Rotors würde nicht nur Schmiermittel über das Äußere des Motors verteilen, sondern es würden auch die übrigen Motorkomponenten an Schmiermittel verarmen, welches normalerweise im Bypass durch den Abscheider geführt wird.

Die durch eine ungesteuerte Ausbringung von Schmiermittel für einen Motorbetrieb bewirkte Gefahr ist naturgemäß auch durch jede Hochdruck-Flüssigkeitszuführungsleitung, welche außerhalb des Motors vorgesehen ist und beschädigt wird, gegeben.

Wenn auch derartige selbstangetriebene Zentrifugalabscheideranordnungen für lange Zeiträume ohne Beachtung oder Wartung in Betrieb sind, kann ihr Vorhandensein ein geringes, jedoch quantifizierbares Risiko eines Motorschadens durch einen Unfall oder eine unbeabsichtigte Handhabung mit sich bringen, welche nicht mit der Betriebsweise des Abscheiders selbst in Verbindung steht.

Unabhängig davon, daß ein derartiger Motor lediglich ein Beispiel einer Vorrichtung ist, in welcher Flüssigkeit, wie beispielsweise ein Schmiermittel, durch Pumpendruck zirkuliert und eine Abscheidung von teilchenförmigen Verunreinigungen erfordert, ist es ein Ziel der vorliegenden Erfindung, für eine Vorrichtung, in welcher eine Flüssigkeit, wie beispielsweise Schmieröl, durch interne Zufuhr- und Auslaßleitungen zirkuliert wird, einen selbstangetriebenen Zentrifugalabscheider zur Verfügung zu stellen, welcher eine verbesserte Betriebsfunktionalität und Sicherheit als bisher bekannte Anordnungen bietet.

Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung umfaßt ein selbstangetriebener Zentrifugalabscheider für feste Verunreinigungen aus einem flüssigen Schmiermittel, welcher im Betrieb an einer Montageoberfläche einer Maschine lagerbar ist, in welcher das flüssige Schmiermittel durch Pumpen aus einem Reservoir zirkuliert,

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I) eine Basis mit einer ersten Oberfläche, welche an der Montageoberfläche einer Maschine anliegend anordenbar ist, und mit einer zweiten Oberfläche, welche relativ zur ersten Oberfläche in festgelegtem Zustand der ersten Oberfläche allgemein aufwärts ragend ausgebildet ist,

II) einen Flüssigkeitsauslaßdurchgang, welcher sich durch die Basis von einem Sammelbereich in der zweiten Oberfläche zu einer von der zweiten Oberfläche verschiedenen Oberfläche erstreckt,

III) eine Spindeleinrichtung, weiche sich von der zweiten Oberfläche der Basis entlang einer im Betrieb im wesentlichen vertikalen Achse über dem Sammelbereich erstreckt und eine sich in axialer Richtung erstreckende Spindeidurchtrittsöffnung aufweist,

IV) einen Rotor, welcher für eine Rotation um die Spindeleinrichtung an dieser gelagert ist, welcher einen ringförmigen Behälter für die Verunreinigungen aufweist, welcher mit der Spindeidurchtrittsöffnung und durch Rückstoßdüseneinrichtungen mit dem Sammelbereich in Verbindung steht, wobei der ringförmige Behälter für die Verunreinigungen in Reaktion auf die Zufuhr des gepumpten, flüssigen Schmiermittels von der Spindeleinrichtung bei erhöhtem Druck und dem Ausstoß desselben aus den Rückstoßdüseneinrichtungen bewegbar ist, um eine Rotation um die Spindeleinrichtung mit einer solchen Drehzahl zu bewirken, um die festen Verunreinigungen von dem flüssigen Schmiermittel in dem Behälter für die Verunreinigungen zu trennen,

V) einen entfernbaren Deckel, welcher an der Basis abgestützt ist und den Rotor und den Sammelbereich umschließt,

VI) eine Zufuhröffnung für das flüssige Schmiermittel, weiche sich durch die Basis zwischen der Spindeidurchtrittsöffnung und einer von der zweiten Oberfläche verschiedenen Oberfläche erstreckt, und

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VIl) eine Steuerventileinrichtung, welche betreibbar ist, um gleichzeitig mit der Zufuhr des gepumpten, flüssigen Schmiermittels, bei erhöhtem Druck zu der Zufuhröffnung in der Basis, eine Abnahme des Rotors zu ermöglichen.
5

Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung umfaßt eine Vorrichtung, in welcher eine Flüssigkeit zirkuliert, eine Pumpe zur Erzeugung eines Zirkulationsdruckes in der Flüssigkeit, eine Montageoberfläche und einen Zentrifugalabscheider, wie er in dem vorangehenden Absatz definiert wurde, weleher auf der Montageoberfläche festgelegt ist.

In einer bevorzugten Anordnung einer Vorrichtung umfaßt die Montageoberfläche eine Zufuhr- und/oder Auslaßleitung für die Flüssigkeit und es ist der Zentrifugalabscheider derart daran festgelegt, daß die Zufuhr- und/oder Auslaßleitung desselben in Verbindung mit einer entsprechenden Leitung in der Montageoberfläche steht.

Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend anhand von Beispielen unter Bezugnahme auf die beigeschlossenen Zeichnungen beschrieben, in welchen:

Fig. 1 eine Schnittansicht durch einen Teilbereich einer Vorrichtung ist,

in welcher Schmieröl zirkuliert, wobei eine Hochdruckzufuhrleitung und eine Niederdruckauslaßleitung darin an einer im wesentlichen horizontalen Montageoberfläche münden

und ein Zentrifugalabscheider in Übereinstimmung mit der Erfindung an der Montageoberfläche über eine Basis festgelegt ist, welche eine einen Flüssigkeitsdurchtritt verhindernde Ventileinrichtung umfaßt;

Fig. 2(a) eine Schnittansicht durch einen Teilbereich einer abgewandelten Form eines Zentrifugalabscheiders ist, welche eine unterschiedliche Form der Ventileinrichtung in einer Offenstellung des

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Ventils zeigt; und

Fig. 2(b) eine Schnittansicht ähnlich zu Fig. 2{a) ist, welche jedoch die

Ventileinrichtung in einer Schließposition des Ventils zeigt. 5

Bezugnehmend auf Fig. 1 weist eine Vorrichtung bzw. Maschine 10, wie beispielsweise eine Verbrennungskraftmaschine bekannter Art, einen Block 11 auf, welcher bewegbare Komponenten aufnimmt, welche durch ein flüssiges Schmiermittel, beispielsweise Öl, geschmiert werden, welches durch Leitungen oder Kanäle gepumpt wird, welche in dem Block gegossen oder gebohrt sind und welche auch dazu dienen, verbrauchtes Schmiermittel unter Atmosphärendruck zu einem Sumpf oder einem anderen Reservoir rückzuführen. Die Leitung 12 ist eine Hochdruck-Durchtrittsöffnung mit geringem Durchmesser, welche verbunden ist, um eine Flüssigkeit im wesentlichen bei Pumpendruck aufzunehmen und die Leitung 13 ist eine mit dem Sumpf verbundene Auslaßleitung unter Atmosphärendruck mit großem Durchmesser. Die Leitungen 12 und 13 münden beide in einer im wesentlichen flachen, horizontalen Montageoberfläche 14, auf welcher ein Zentrifugalabscheider 15 über einen dazwischenliegenden Dichtungsring 16 festgelegt ist.

Der Zentrifugalabscheider 15 umfaßt eine Basis 17 mit einer ersten Oberfläche 18, weiche für eine Montage an der horizontalen Montageoberfiäche 14 über den Dichtungsring 16 adaptiert ist, und eine zweite Oberfläche 19 auf der gegenüberliegenden Seite der Basis, welche allgemein aufwärts ragt und mit einer Ausnehmung versehen ist, um einen Sammelbereich 20 zu bilden, welcher sich außerhalb der Zeichenebene näher zu der ersten Oberfläche erstreckt, wie dies durch die strichlierten Linien 19' angedeutet ist und einen mittleren, dickeren Bereich 21 überbrückt. Ein Auslaßdurchgang 22 erstreckt sich durch die Basis von dem Sammelbereich 20 zu der ersten Oberfläche 18 und steht bei montierter Basis in Verbindung mit der Auslaßleitung 13.

Eine Spindeieinrichtung 25 umfaßt eine statische Spindel, weiche an der zweiten Oberfläche 19 in dem zentralen Bereich 21 entlang einer im Betrieb, d.h. in

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festgelegtem Zustand, sich im wesentlichen vertikal erstreckenden Achse über dem Sammelbereich befestigt ist und sich von der zweiten Oberfläche erstreckt. Die Spindel umfaßt eine sich in axialer Richtung erstreckende Spindeldurchtrittsöffnung 27, welche an einem Ende 28 derselben zu der Basis und am anderen Ende über seitliche Querbohrungen 29 in der Spindelwand offen ist.

Ein an der Spindel für eine Rotation um diese abgestützter Rotor 30 umfaßt ein Lagerrohr 31, welches sich entlang der Spindel erstreckt und diese umgibt und zur Aufnahme von Flüssigkeit aus der Spindeldurchtrittsöffnung über die Querbohrungen 29 angeordnet ist. Das Lagerrohr trägt auch und definiert einen ringförmigen Behälter 32 für Verunreinigungen, wobei der Behälter in Flüssigkeits-Strömungsverbindung mit der Spindeldurchtrittsöffnung über Öffnungen 33 in dem Lagerrohr und mit dem Sammelbereich 20 über tangential gerichtete Rückstoßdüseneinrichtungen 34 in Verbindung steht, welche in der Basis des Behälters ausgebildet sind.

Ein entfernbarer Deckel 35 umsch!ie/?t den Rotor und den Sammelbereich und ist auf der Basis 17 über von diesen jeweils nach außen vorragende Dichtflansehe 35' bzw. 17' abgestützt, zwischen weichen ein Dichtelement 36 angeordnet ist. Die Dichtflansche 35' und 17' sind in radialer Richtung sich verjüngend ausgebildet und von einer entsprechend profilierten, am Umfang unterbrochen ausgebildeten Klemmringanordnung 37 umgeben, welche durch radiales Zusammenziehen eine signifikante axiale Dichtkraft auf das Dichtelement auszuüben im Stande ist. Der obere Abschnitt des Deckels umgibt den oberen Endabschnitt 25' der Spindel und ist unter Ausübung eines begrenzten, in axialer Richtung gerichteten Druckes auf das Dichtelement 36 durch eine Mutter 38 gesichert.

Ein Flüssigkeitszufuhröffnung 40 erstreckt sich durch die Basis zwischen dem Ende 28 der Spindeldurchtrittsöffnung und der ersten Oberfläche 18, wobei die Zufuhröffnung in einer zum Auslaßdurchgang 22 analogen Weise mit der Leitung 12 in der Montageoberfläche 14 des Maschinenblocks in Verbindung

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steht.

Die Basis 17 weist auch eine allgemein mit 45 bezeichnetes Steuerventileinrichtung auf, welche nachfolgend noch im Detail beschrieben wird. 5

Abgesehen von der Steuerventileinrichtung ist die Betriebsweise des Abscheiders im wesentlichen üblicher Art. Die Auslassleitung 13 und der Auslaßdurchgang 22 weisen einen großen Querschnitt auf und definieren einen Umgebungsdruck innerhalb des Deckels und des Sammelbereiches bei demselben Druck wie der Maschinensumpf, d.h. Atmosphärendruck. Flüssiges Schmiermittel, welches bei erhöhtem Druck in die Leitung 12 eintritt und die Basis 17 in dem Zufuhrdurchgang 12 durchströmt, tritt durch die Spindelleitung 27 hindurch und gelangt in den Behälter 32 für die Verunreinigungen des Rotors, wobei der Druck der Flüssigkeit im wesentlichen der Zufuhrdruck ist. Flüssigkeit wird aus dem Behälter über die Rückstoßdüse neinrichtungen 34 gezwungen und sammelt sich im Sammelbereich 20, woraus sie durch den Durchgang 22 und die Leitung 13 abströmt, wobei der Druckabfall über die Rückstoßdüseneinrichtungen einen ausreichenden Rückstoß bewirkt, um den Rotor mit einer so hohen Drehzahl zu drehen, welche erforderlich ist, um teilchenförmige Verunreinigungen aus der durch den Behälter 32 hindurchtretenden Flüssigkeit abzutrennen.

Es wird erkannt werden, daß die Zufuhr von Flüssigkeit unter erhöhtem Druck durch einen Zufuhrdurchtritt 40 erfolgt, weicher vollständig in der Basis 17 aufgenommen ist und einer zufälligen Beschädigung nicht ausgesetzt ist.

Es wird auch erkannt werden, daß ein Anfüllen des Behälters für die Verunreinigungen durch abgetrennte Verunreinigungen und auch ein Aufhören der Rotation und somit ein Stillstand möglich ist. Da, wie oben erörtert, der Zentrifugalabscheider inhärent in einem Bypassmodus betrieben wird, hängt eine Unterbrechung des Betriebs aus einem beliebigen Grund, inklusive einer Wartung, nicht von einem Stillstand der Maschine ab. Demgemäß besteht ein Risiko eines Benutzers, welcher den Deckel von einem stillstehenden Rotor ent-

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fernt, daß er nach einer Entfernung des Rotors, unter Umständen resultierend aus dem Zufuhrdruck, bemerken muß, daß die Flüssigkeit unter hohem Druck zum Schaden des Benutzers und der Maschine ausgebracht wird, wobei möglicherweise Betriebselemente der Maschine an Schmiermittel verarmen. 5

Die Steuerventileinrichtung 45 ist betreibbar, um eine Entfernung des Rotors gleichzeitig mit einer Zufuhr der Flüssigkeit zu dem Zufuhrdurchgang 40 in der Basis unabhängig von dem erhöhten Druck aufgrund des Betriebes der Maschine bzw. Vorrichtung zu ermöglichen und dient dazu, die Zufuhr von Flüssigkeit zu dem Spindeldurchtritt bei 28 zu verhindern. In dieser Ausführungsform dient die Steuerventileinrichtung zum Blockieren der Zufuhröffnung für den Durchtritt der Flüssigkeit.

Die Steuerventileinrichtung 45 umfaßt eine Ventilöffnung 46, welche sich durch die Basis, insbesondere den verstärkten, zentralen Bereich 21 von einer dritten Oberfläche 47 der Basis aus erstreckt und die Zufuhröffnung 40 schneidet, wodurch ein Bereich 48 der Zufuhröffnung definiert wird, welcher sich längs der Achse 49 der Öffnung zwischen einem ersten Abschnitt 40' der Zufuhröffnung, welcher sich von der Öffnung der ersten Oberfläche 18 erstreckt, und einem zweiten Abschnitt 40" der Zufuhröffnung erstreckt, welcher sich von der Öffnung zur Spindeldurchtrittsöffnung erstreckt.

Ein Ventilkörper 50 erstreckt sich entlang des Durchtrittsweges und ist relativ zu diesem zwischen einer Offenstellung des Ventils (dargestellt), in welcher er den Durchtritt von Flüssigkeit zu der Spindeldurchtrittsöffnung ermöglicht, und einer Schließstellung des Ventils verschiebbar, in welcher er die Zufuhr von Flüssigkeit zu der Spindeldurchtrittsöffnung unterbindet.

Die Ventilöffnung und der Ventilkörper sind im Querschnitt kreisförmig ausgebildet und der Ventilkörper ist um die gemeinsame Längsachse 49 drehbar, um die Verschiebung zwischen der Offen- und der Schließstellung des Ventils zu bewirken. Der Ventilkörper ist in der Öffnung derart angeordnet, daß er den Zufuhröffnungabschnitt 40' von dem Abschnitt 48 abschließt, wobei er jedoch

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Durchtrittswege in Form einer sich in axialer Richtung erstreckenden Ausnehmung 51 und einer Querbohrung 52 aufweist, welche mit dem Enddurchgangsabschnitt 40' fluchten, soda/? in der dargestellten Drehposition der Ventilkorper einen freien FIu/? der Flüssigkeit in den Öffnungsabschnitt 48 und dem Zufuhrdurchgangsabschnitt 40' ermöglicht, während in anderen Drehpositionen der Flüssigkeitsdurchtritt unterbrochen ist.

Ein Endteil 55 des Ventilkörpers ragt von der Ventilöffnung bei der dritten Oberfläche 47 der Basis vor und stellt eine Einrichtung zur Verfügung, mit welcher der Ventilkörper verdreht werden kann, wobei eine Betätigungseinrichtung 56 an diesem Endteil festgelegt ist, um ein manuelles Verlagern zu ermöglichen.

Es ist ersichtlich, da/? durch Bewegung der Betätigungseinrichtung zur Drehung des Ventilkörpers in eine Schließstellung des Ventils die Zufuhr von Flüssigkeit zu der Spindeldurchtrittsöffnung am Deckel 35 blockiert und der Rotor 32 sicher entfernt werden kann.

Um sicherzustellen, da/? der Deckel nicht unabsichtlich entfernt wird, wenn der Rotor lediglich zum Stillstand gekommen ist und nicht als ein Resultat einer Betätigung der Steuerventileinrichtung, ist eine allgemein mit 60 bezeichnete Verriegelungseinrichtung vorgesehen, um eine Entfernung des Deckels zu vermeiden, während die Ventileinrichtung Flüssigkeit zu der Spindeldurchtrittsöffnung liefert, d.h. wenn sich der Ventilkorper 50 in der Offenstellung des Ventils befindet.

Zu diesem Zweck weist der Deckel einen Vorsprung auf, welcher günstigerweise bei 61 durch die Klemmringanordnung 37 des Deckeis vorgesehen ist, welcher eine nach oben weisende Schulter definiert. Die Betätigungseinrichtung 56 erstreckt sich von dem Ventilkorper über die Höhe des Vorsprunges und trägt einen verschiebbaren Anschlag 62, welcher die Schulter überragend angeordnet ist. Die den Anschlag und die Betätigungseinrichtung umfassende Verriegelungseinrichtung funktioniert derart, um eine radiale Ausdehnung der

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Klemmringanordnung und derart eine Entfernung des Deckels nach oben zu verhindern, außer der Anschlag wird von seiner darüberliegenden Position durch eine Drehbewegung der Betätigungseinrichtung und des Ventilkörpers aus der Offenstellung des Ventils verschoben. Obwohl der Anschlag in dem Sinn passiv ausgebildet sein kann, da/? die Drehung der Betätigungseinrichtung bewirkt, daß er den Vorsprung ohne jegliches weiteres Zutun nicht mehr überragt, ist es günstig, eine manuelle Betätigung zum Beenden dieser Anordnung übereinander zu erfordern, wobei dies den zusätzlichen Effekt mit sich bringt, eine Bewegung des Ventilkörpers aus einer Offenstellung des Ventils oder möglicherweise eine Bewegung in eine Schließstellung des Ventils ohne bewußte Betätigung zu verhindern.

Gegebenenfalls kann, wie dies gezeigt ist, die Ventileinrichtung 45 ein Sperrventil 70 umfassen, welches auf einen Flüssigkeitsdruck unter einem vorbestimmten Mindestdruck anspricht, um zu verhindern, daß Flüssigkeit aus der Spindeldurchtrittsöffnung ausgebracht wird. Besonders bevorzugt ist ein derartiges Sperrventil in der Basis angeordnet und schließt den Zufuhrdurchgang 40. Wie dies gezeigt ist, ist das Sperrventil 70 in der Ventilöffnung 46 angeordnet und umfaßt einen Kolben 71, welcher sich entlang der Öffnung erstreckt und über dem Ende des Abschnittes 40" der Zufuhröffnung liegt und durch eine Feder 72 zu dem Ventilkörper vorgespannt ist und durch eine Schulter 73 gehalten wird. In Reaktion auf einen Flüssigkeitsdruck über dem Mindestdruck, welcher zur Überwindung der Vorspannung der Feder 72 erforderlich ist, wird der Kolben verschoben, um zu ermöglichen, daß über den Ventilkörper durchtretende Flüssigkeit in die Spindeldurchtrittsöffnung eintritt.

Die Verwendung eines derartigen Sperrventils ist für sich gesehen bekannt, um zu verhindern, daß flüssiges Schmiermitte! durch den Rotor hindurchtritt und im Bypass zu den Hauptschmiermittelwegen geführt wird, wenn der Zufuhrdruck zu gering ist, um eine Rotation aufrechtzuerhalten. In der vorliegenden Ausführungsform kann das Sperrventil auch eine wirksame Abdichtung gegenüber einer Flüssigkeitszufuhr zu der Spindeldurchtrittsöffnung bieten, wenn sich der Ventilkörper in der Schließstellung des Ventils befindet, ohne strenge Dichtungserfordernisse an den Ventilkörper selbst zu stellen. Es kann

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somit, vorausgesetzt, da/? der Ventilkörper ein ausreichendes Schließen zur Verfügung stellt, um einen geeignet großen Druckabfall in diesem zu bewirken, ein gewisses Lecken über den Ventilkörper toleriert werden und das Sperrventil die Abdichtung bewirken.
5

Es ist einsichtig, da/? viele Abwandlungen in bezug auf das Vorhandensein oder NichtVorhandensein von Merkmalen, wie beispielsweise das Sperventil oder die Verriegelungseinrichtung als auch für den Fall von deren Vorhandensein betreffend deren Formen, vorgenommen werden können. Die relative Anordnung des Ventilkörpers und des Sperrventils im Hinblick auf das Auftreffen der Flüssigkeit auf diese kann ebenfalls umgekehrt werden.

in ähnlicher Weise können Abwandlungen betreffend die Mittel zur Verschiebung des Ventilkörpers, sei es manuell oder durch einen beliebig angetriebe-

5 nen Mechanismus, und die Art der Verschiebung selbst, wie beispielsweise

geradlinig ansteile oder zusätzlich zu der Rotationsbewegung, vorgenommen werden. Beispielsweise kann die Fähigkeit, den Ventilkörper zu verschieben oder zu drehen, in die Verriegelungseinrichtung integriert werden, soda/? der Anschlag und der Betätigungsgriff entlang der Richtung der Achse 49 der Öffnung von einer den Vorsprung überragenden Position verschoben werden, aus welcher der Betätigungsgriff verdreht werden kann, um den Ventilkörper in einer stabilen Schließstellung des Ventils zu positionieren.

In der oben beschriebenen Ausführungsform wird die Steuerventileinrichtung lediglich betätigt, um die Strömung der Flüssigkeit durch den von dem Zentrifugalabscheider gebildeten Bypass-Kreislauf zu verhindern. In manchen Fällen kann der Zufuhrdruck der Flüssigkeit zu allen Teilen der Maschine 10 in Übereinstimmung mit den durch die unterschiedlichen Strömungswege auftretenden Widerständen korreliert sein und es kann unerwünscht sein, diesen Zusammenhang durch ein einfaches Blockieren des Zufuhrdurchtrittes zu stören.

Bezugnehmend auf Fig. 2(a) und 2(b) ist eine zweite Ausführungsform eines

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Zentrifugalabscheiders 80 teilweise gezeigt, wobei die nicht gezeigten oder nicht vollständig gezeigten Teile wie oben beschrieben sind.

Die Basis 81 unterscheidet sich im Detail von der oben beschriebenen Basis 17 im wesentlichen dadurch, da/? die zweite Zufuhröffnung 82 mittig angeordnet ist und koaxial von einem Auslaßdurchgang 83 umgeben ist, wobei beide in die im Betrieb nach unten weisende und horizontale erste Oberfläche 84 auf der gegenüberliegenden Seite des Körpers der nach oben weisenden, zweiten Oberfläche 84' münden.

Die allgemein mit 85 bezeichnete Steuerventileinrichtung umfa/ft eine Ventilöffnung 86, welche sich durch die Basis von einer dritten Oberfläche 87 erstreckt und die Zufuhröffnung schneidet, um einen Abschnitt 88 desselben durch die Breite der Ventilöffnung zu definieren.

Die Ventilöffnung enthält einen drehbaren Ventilkörper 90, welcher sich in axialer Richtung derselben durch den Abschnitt 88 erstreckt, welcher den Zufuhrdurchgang schneidet und in einem Endteil 91 außerhalb der dritten Oberfläche der Basis endet, an deren Endteil ein Betätigungsgriff 92 festgelegt ist.

Der Ventilöffnungsbereich 88 trennt die Zufuhröffnung in Abschnitte 82', welcher mit der ersten Oberfläche 84 in Verbindung steht, und 82", welcher mit der Spindeldurchtrittsöffnung in Verbindung steht. Eine Ableitöffnung 95 ist auch durch die Basis definiert, welche die Ventilöffnung mit der Abzugsöffnung 83 verbindet.

Der Ventilkörper 90 weist eine quer verlaufende Durchtrittsöffnung 96 auf, welche in der Offenstellung des Ventils des Ventilkörpers, welche in Fig. 2(a) gezeigt ist, die Abschnitte 82' und 82" der Zufuhröffnung verbindet und in einer normal stehenden Ebene eine Kerbe 97 aufweist, welche in der in Fig. 2(b) gezeigten Schließstellung des Ventils des Ventilkörpers den Zufuhröffnungsabschnitt 82' mit der Ableitöffnung 95 verbindet.

18. März 1997 Mülier-Borö 8t Partner

Wenn der Ventilkörper in die Schließstellung des Ventils bewegt wird, strömt die Flüssigkeit in dieser Anordnung 80 weiter in den durch die Zentrifugalabscheideranordnung gebildeten Bypass-Kreisiauf, wobei sie jedoch direkt durch die Ableitöffnung rückgeführt wird, wodurch eine Entfernung des Deckels und des Rotors ermöglicht wird.

Es wird erkannt werden, da/? die Ausführungsform auch einen Ventilkörper aufweisen kann, welcher für eine Translationsbewegung anstelle einer oder zusätzlich zu einer Rotationsbewegung ausgebildet ist. Darüberhinaus kann sie auch eine Verriegelungseinrichtung aufweisen, um eine unbeabsichtigte Entfernung des Deckeis und/oder eine Betätigung der Ventileinrichtung zu verhindern und/oder sie kann auch ein Sperrventil umfassen, um eine Zufuhr von Flüssigkeit zu dem Rotor unter geringem Druck zu verhindern.

Es wird erkannt werden, daß das Vorhandensein eines Abieitungsweges das Erfordernis für einen wirksamen Dichtmechanismus zur Vermeidung eines Lekkens zu dem Spindeldurchgang erleichtert, wenn sich der Ventilkörper in einer Schließstellung des Ventils befindet. Es kann auch möglich sein, die zwei Abschnitte 92' und 92" der Zufuhröffnung permanent über ein druckabhängiges Sperrventil, falls geeignet, verbunden zu halten und sich auf eine Druckreduktion durch eine Ableitung der Strömung in der Schließstellung des Ventils zu verlassen, um eine Verhinderung der Zufuhr der Flüssigkeit zu der Spindeldurchtrittsöffnung zu bewirken.

Es wird erkannt werden, daß die Ventileinrichtung oder jeglicher Teil derselben anderswo als in der Basis angeordnet sein können, wobei Teile fern von der Basis oder in der sich von der Basis erstreckenden Spindeleinrichtung angeordnet sein können.

Die Montageoberfläche der Vorrichtung, mit welcher ein Zentrifugalabscheider gemäß der Erfindung verwendet wird, muß naturgemäß nicht horizontal sein, sodaß die erste Oberfläche der Basis dann nicht horizontal wäre und auch nicht der zweiten Oberfläche gegenüberliegend angeordnet wäre.

18. März 1997 Müller-Bore & Partner

Darüberhinaus müssen unabhängig von der Orientierung im Betrieb der ersten Oberfläche der Auslaßdurchgang und/oder die Zufuhröffnung nicht beide für eine Verbindung mit der Maschine an der ersten Oberfläche 18 oder 84 münden, an welcher die Basis relativ zu einer Maschine und mit einem beliebigen Durchgang in Verbindung mit entsprechenden Leitungen in der Montageoberfläche festgelegt ist.

Claims

18. März 1997 Müller-Boro 8t Partner

Ansprüche

1. Selbstangetriebener Zentrifugalabscheider (15, 80) für feste Verunreinigungen aus einem flüssigen Schmiermittel, welcher im Betrieb an einer Montageoberfläche (14) einer Maschine (10) iagerbar ist, in welcher das flüssige Schmiermittel durch Pumpen aus einem Reservoir zirkuliert, umfassend

i) eine Basis (17) mit einer ersten Oberfläche (18), welche an der Montageoberfläche einer Maschine (10) anliegend anordenbar ist, und mit einer zweiten Oberfläche (19), welche relativ zur ersten Oberfläche in festgelegtem Zustand der ersten Oberfläche allgemein aufwärts ragend ausgebildet ist,

ii) einen Flüssigkeitsausla/?durchgang (22, 83), welcher sich durch die Basis (17) von einem Sammelbereich (20) in der zweiten Oberfläche zu einer von der zweiten Oberfläche verschiedenen Oberfläche erstreckt,

iii) eine Spindeleinrichtung (25), welche sich von der zweiten Oberfläche der Basis entlang einer im Betrieb im wesentlichen vertikalen Achse (26) über dem Sammelbereich erstreckt und eine sich in axialer Richtung erstreckende Spindeldurchtrittsöffnung (27) aufweist,

iv) einen Rotor (30), welcher für eine Rotation um die Spindeleinrichtung an dieser gelagert ist, welcher einen ringförmigen Behälter (32) für die Verunreinigungen aufweist, welcher mit der Spindeldurchtrittsöffnung und durch Rückstoßdüseneinrichtungen (34) mit dem Sammelbereich in Verbindung steht, wobei der ringförmige Behälter für die Verunreinigungen in Reaktion auf die Zufuhr des gepumpten, flüssigen

18. März 1997 Müller-Bore & Partner

Schmiermittels von der Spindeleinrichtung bei erhöhtem Druck und dem

Ausstoß desselben aus den Rückstoßdüseneinrichtungen bewegbar ist, um eine Rotation um die Spindeleinrichtung mit einer solchen Drehzahl zu bewirken, um die festen Verunreinigungen von dem flüssigen Schmiermittel in dem Behälter für die Verunreinigungen zu trennen,

v) einen entfernbaren Deckel (35), welcher an der Basis abgestützt ist und den Rotor und den Sammelbereich umschließt,

vi) eine Zufuhröffnung (40, 82) für das flüssige Schmiermittel, welche sich durch die Basis zwischen der Spindeldurchtrittsöffnung (27) und einer von der zweiten Oberfläche verschiedenen Oberfläche (18, 84) erstreckt,

gekennzeichnet durch

vii) eine Steuerventileinrichtung (45, 85), welche betreibbar ist, um gleichzeitig mit der Zufuhr des gepumpten, flüssigen Schmiermittels, bei erhöhtem Druck zu der Zufuhröffnung (40, 82) in der Basis, eine Abnähme des Rotors (30) zu ermöglichen.

2. Selbstangetriebener Zentrifugalabscheider (15, 80) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerventileinrichtung (45, 85) betreibbar ist, um die Zufuhr von Flüssigkeit von der Zufuhröffnung (40,

82) zu der Spindeldurchtrittsöffnung (27) zu unterbrechen,

3. Selbstangetriebener Zentrifugalabscheider (15) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerventileinrichtung (45) betreibbar ist, um die Zufuhröffnung (40) für Flüssigkeit zu blockieren.

4. Selbstangetriebener Zentrifugalabscheider (80) nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerventileinrichtung (85) betreibbar ist, um die Zufuhröffnung (82) mit dem Auslaßdurchgang (83) zu ver-

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binden.

5. Selbstangetriebener Zentrifugalabscheider (15, 80) nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, day? die Steuerventileinrichtung (45, 85) eine Ventilöffnung (46, 86), welche sich durch die Basis erstreckt, die Zufuhröffnung schneidend und einen Bereich (48, 88) definierend, und einen Ventilkörper (50, 90) umfaßt, welcher sich entlang der Ventilöffnung erstreckt und relativ zu dieser zwischen einer Offenstellung des Ventils, in welcher er einen freien Durchtritt der FIüssigkeit zu der Spindeldurchtrittsöffnung erlaubt, und einer Schließstellung des Ventils verschiebbar ist, in welcher er die Zufuhr von Flüssigkeit zu der Spindeldurchtrittsöffnung verhindert.

6. Selbstangetriebener Zentrifugalabscheider (15, 80) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventiikörper (50, 90) in der Ventilöffnung (46, 86) derart angeordnet ist, um die Zufuhröffnung (40, 82) zwischen dem Bereich (48, 88) und der ersten Oberfläche der Basis (18, 84) sowohl in der Offenstellung als auch in der Schließstellung des Ventils abzuschließen, wobei der Ventilkörper (50, 90) wenigstens eine Durchtrittsöffnung (51, 52, 96) darin aufweist, welche mit der Zufuhröffnung (40', 82') und der Spindeldurchtrittsöffnung (27) in der Offenstellung des Ventils in Verbindung bringbar ist.

7. Selbstangetriebener Zentrifugalabscheider (80) nach Anspruch 6 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkörper (90) eine Durchtrittsöffnung (97) aufweist, weiche mit der Zufuhröffnung (82) und dem Auslaßdurchgang (83) in der Schließstellung des Ventils in Verbindung bringbar ist.

8. Selbstangetriebener Zentrifugalabscheider (15, 80) nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkörper (50, 90) um seine Längsachse (49) drehbar ist, um den Körper relativ zu der Öffnung zu verschieben.

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9. Selbstangetriebener Zentrifugalabscheider (15, 80) nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, da/? ein Endteil (55, 91) des Ventilkörpers sich von der Öffnung (46, 86) von einer dritten Oberfläche (47, 87) der Basis erstreckt und da/? der Ventilkörper durch dieses Endteil verschiebbar ist.

10. Selbstangetriebener Zentrifugalabscheider (15, 80) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, da/? die Steuerventileinrichtung eine Betätigungseinrichtung (56, 92) aufweist, weiche mit dem Endteil (55, 91) des Ventilkörpers (50, 90) gekoppelt ist und angeordnet ist, um eine manuelle Verschiebung des Ventilkörpers zu ermöglichen.

11. Selbstangetriebener Zentrifugalabscheider (15, 80) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, da/? die Steuerventüeinrichtung eine Verriegelungseinrichtung (60) umfa/?t, weiche betätigbar ist, um die Entfernung des Deckels zu verhindern, wenn die Ventüeinrichtung Flüssigkeit zu der Spindeldurchtrittsöffnung zuführt.

12. Selbstangetriebener Zentrifugalabscheider (15) nach Anspruch 11 und Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, da/? die Verriegelungseinrichtung (60) einen Fortsatz (61) des Deckels (35), welcher eine nach oben ragende Schulter definiert, und einen verschiebbaren Anschlag (62) umfaßt, welcher die Schulter überragend angeordnet ist, um eine Entfernung des Deckels von der Basis (17) durch ein gegenseitiges Anliegen zu verhindern, wobei der Anschlag mit dem Endteil des Ventilkörpers (55) gekoppelt ist, wodurch eine Verschiebung des Anschlages von einer oberhalb liegenden Position mit einer Verschiebung des Ventilkörpers (50) aus einer Offenstellung des Ventils gekoppelt ist.

13. Seibstangetriebener Zentrifugalabscheider (15) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, da/? die Verriegelungseinrichtung (60) angeordnet ist, um ein zufälliges Verschieben des Ventilkörpers (50) von der Offenstellung des Ventils zu verhindern.

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14. Selbstangetriebener Zentrifugalabscheider (15) nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß bei Anordnung des Ventükörpers (50) in der Offensteilung des Ventils die Betätigungseinrichtung (56) von dem Endteil des Ventükörpers (50) sich oberhalb der Position des Vor-Sprunges des Deckels (61) erstreckt und daß der verschiebbare Anschlag (62) der Verriegelungseinrichtung (60) die Betätigungseinrichtung (56) umfaßt.

15. Selbstangetriebener Zentrifugalabscheider (15) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerventileinrichtung ein Sperrventil (70) umfaßt, welches auf einen Flüssigkeitsdruck unter einem vorbestimmten Mindestniveau anspricht, um die Zufuhröffnung (40) zu schließen.

16. Selbstangetriebener Zentrifugalabscheider (15) nach Anspruch 15 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Sperrventil (70) zwischen dem Ventilkörper (50) und der Spindeldurchtrittsöffnung (27) angeordnet ist.

17. Selbstangetriebener Zentrifugalabscheider (15) nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilöffnung (46) einen Bereich (48) der Zufuhröffnung definiert, welcher sich entlang der Achse (49) der Öffnung erstreckt, daß der Ventilkörper (50) in der Offenstellung des Ventils angeordnet ist, um Flüssigkeit zu dem sich in axialer Richtung erstreckenden Öffnungsbereich zuzuführen, und daß das Sperrventil (70) einen Kolben (71) umfaßt, welcher sich entlang der Ventilöffnung erstreckt und zu dem Ventilkörper vorgespannt ist, um die Spindeldurchtrittsöffnung (27) von der Ventilöffnung zu schließen, wobei in Abhängigkeit vom Flüssigkeitsdruck bei Überschreiten des Mindestniveaus auf diesen eingewirkt wird, um gegen die Vorspannung (72) verschoben zu werden, um die Zufuhr von Flüssigkeit in die Spindeldurchtrittsöffnung zu ermöglichen.

18. Selbstangetriebener Zentrifugalabscheider (15, 80) nach einem der vor-

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angehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, da/? die erste Oberfläche (18, 84) der Basis (17, 81) im wesentlichen der zweiten Oberfläche (19, 84') gegenüberliegt.

19. Selbstangetriebener Zentrifugalabscheider (15, 80) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, day? die Zufuhröffnung (40, 82) in die erste Oberfläche (18, 84) der Basis mündet.

20. Selbstangetriebener Zentrifugalabscheider (15, 80) nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, da/3 der Ausla/Sdurchgang (22, 83) auch in die erste Oberfläche (18, 84) der Basis mündet.

21. Vorrichtung (10), in welcher eine Flüssigkeit zirkuliert, umfassend eine Pumpe zur Erzeugung eines Zirkulationsdruckes in der Flüssigkeit und eine Montageoberfläche (14), gekennzeichnet durch einen Zentrifugalabscheider (15, 80) nach einem der vorangehenden Ansprüche, welcher an der Montageoberfläche festgelegt ist.

22. Vorrichtung (10) nach Anspruch 21 und Anspruch 19 oder 20, dadurch gekennzeichnet, da/5 die Montageoberfläche (14) eine Zufuhr- und/oder Auslassleitung (12, 13) für die Flüssigkeit aufweist und da/? der Zentrifugalabscheider (15, 80) derart daran festgelegt ist, da/5 die Zufuhr- und/ oder Ausla/5leitung (40, 22; 82, 83) desselben in Verbindung mit einer entsprechenden Leitung in der Montageoberfiäche steht.