DE4039169C2

DE4039169C2 -

Info

Publication number: DE4039169C2
Application number: DE19904039169
Authority: DE
Inventors: Johannes Dipl.-Ing. Meuer; Christian Dipl.-Ing. 1000 Berlin De Nemack
Original assignee: Willy Vogel AG
Current assignee: SKF Lubrication Systems Germany GmbH
Priority date: 1990-12-05
Filing date: 1990-12-05
Publication date: 1992-10-08
Also published as: DE4039169A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Aufteilen eines Öl-Luft-Stromes, in der der in einen Eingangskanal eintretende Öl-Luft-Strom als Zweiphasen-Schichtenströmung unabhängig von der Lage der Vorrichtung im wesentlichen gleichmäßig auf mehrere Ausgangskanäle verteilt wird.

Aus der DE-AS 28 44 995 ist eine Vorrichtung der vorstehenden Art bekannt, bei der am Ende eines Eingangskanales gleichmäßig über den Umfang seiner Wandung verteilt die Eintrittsöffnungen einer Vielzahl von Zwischenkanälen angeordnet sind. Soll bei einer solchen Vorrichtung beispielsweise eine Eingangsströmung in zwei Ausgangsströmungen aufgeteilt werden, so bilden die Zwischenkanäle zwei Gruppen, von denen eine Gruppe in einen ersten Ausgangskanal und eine Gruppe in einen zweiten Ausgangskanal münden. Da abwechselnd jeweils die Eintrittsöffnung eines dem ersten Ausgangskanal zugeordneten Zwischenkanales auf die Eintrittsöffnung eines dem zweiten Ausgangskanal zugeordneten Zwischenkanales folgt, ist unabhängig von der Lage der Vorrichtung eine im wesentlichen gleichmäßige Aufteilung der Eingangsströmung in zwei Ausgangsströmungen sichergestellt. Wenn die bekannte Vorrichtung gleichwohl nicht voll zu befriedigen vermag, so liegt das daran, daß ihre Herstellung vergleichsweise aufwendig ist und die Gefahr des Verstopfens von Zwischenkanälen nicht ausgeschlossen werden kann.

Bei einer anderen aus der DE 30 28 125 C2 bekannten Vorrichtung wird nicht eine Zweiphasen-Schichtenströmung, sondern ein Schmiermittelnebelstrom aufgeteilt. Dabei wird mit einer Zerstäuberdüse ein Sprühkegel erzeugt, an dessen Fußbereich mit Schmiermittelversorgungsleitungen verbundene Auslässe angeordnet sind. Durch eine äquidistante Anordnung der Auslässe gegenüber der Sprühkegelachse erfolgt eine gleichmäßige Aufteilung des Sprühnebelstromes. Um aus der Aufteilung eines Ölnebelstromes resultierende unerwünschte Umweltbelastungen in Grenzen zu halten, sind bei dieser zweiten bekannten Vorrichtung an den Enden der Schmiermittelversorgungsleitungen sogenannte Verdichterdüsen angeordnet, durch die ein Teil des Ölnebels in die Form größerer Tropfen überführt wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der in Betracht gezogenen Art zu schaffen, die sich bei kostengünstiger Herstellbarkeit und hoher Verschmutzungsunempfindlichkeit insbesondere zur mehrfachen Aufteilung von Öl-Luft-Strömen in Zentralschmieranlagen eignet, wobei wegen der mehrfachen Aufteilung in Systemen der zuletzt genannten Art auf geringe Druckverluste Wert gelegt wird. Diese Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Vorrichtung erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zwischen dem Eingangskanal und den Ausgangskanälen eine Wirbelkammer angeordnet ist, durch die der in Wandungsnähe des Eingangskanals herangeführte Öl-Anteil der Zweiphasen-Schichtenströmung in eine gleichmäßig über den Umfang der Wirbelkammer-Innenwand verteilte Ringströmung überführt wird.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung läßt sich mit geringem Aufwand durch Spritzgießen oder auch durch spanende Ver fahren fertigen. Da bei ihr Querschnittsverengungen ent fallen, sind Verstopfungen nicht zu befürchten und die mit jeder Aufteilung verbundenen Druckverluste bleiben in engen Grenzen.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachstehenden Be schreibung der die maßgebenden Merkmale der erfindungs gemäßen Konstruktion verdeutlichenden beigefügten Zeich nung. Es zeigt

Fig. 1 einen Schnitt durch einen Teil einer Vorrichtung und

Fig. 2 ein Verteilungssystem mit mehreren Vorrichtungen gemäß Fig. 1.

In Fig. 1 ist 1 das Gehäuse einer Vorrichtung zum Auftei len eines Öl-Luft-Volumenstromes in zwei Teilströme. Der Öl-Luft-Volumenstrom gelangt in Form einer heterogenen Zweiphasen-Schichtenströmung über einen nicht dargestell ten Anschluß in einen zylindrischen Eingangskanal 2 mit einem Durchmesser d_E, der eine Beruhigungsstrecke für die Strömung bildet und dessen Innenwand deshalb praktisch starr sein muß. An den Eingangskanal 2 schließt sich eine zylindrische Wirbelkammer 3 an, deren Durchmesser D knapp doppelt so groß ist wie der Durchmesser d_E des Eingangs kanales 2. Die Längsachsen 4 und 5 des Eingangskanales 2 und der Wirbelkammer 3 fluchten miteinander und mit der Längsachse 6 eines sich an die Wirbelkammer 3 an schließenden, ebenfalls kreiszylindrischen Zwischenkanales 7 mit einem Durchmesser d_Z. Die Querschnittserweiterung im Bereich des Überganges zwischen dem Eingangskanal 2 und der Wirbelkammer 3 erfolgt unstetig, d. h. über eine scharfe Kante 8, an die sich eine Querwand 9 anschließt, die senkrecht zur Innenwand 10 des Eingangskanales steht. Der Übergang zwischen der Wirbelkammer 3 und dem Zwischen kanal 7 erfolgt demgegenüber nicht abrupt, sondern über eine trichterförmige Ringzone 11. Das der Wirbelkammer 3 abgewandte Ende des Zwischenkanales 7 mündet in zwei Aus gangskanäle 12 und 13, deren Durchmesser d_A jeweils gleich dem Durchmesser d_Z des Zwischenkanales sind.

Beim Betrieb der Vorrichtung wird von einem Luftstrom ausreichenden Druckes und Volumens eine dosierte Ölmenge in den Eingangskanal 2 transportiert. Das Öl bildet da bei eine aufgrund der Erdschwere in erster Linie im un teren, d. h. Bodenbereich des Eingangskanales 2 strömende Schicht 14 einer Zweiphasen-Schichtenströmung. Die Kon zentration des Öls im jeweils unteren Kanalbereich macht eine gleichmäßige Aufteilung in mehrere Teilströme ohne zusätzliche Hilfsmittel unmöglich. Zur Realisierung der gleichmäßigen Aufteilung dient die Wirbelkammer 3. Der am Eingang der Wirbelkammer 3, d. h. im Bereich der schar fen Kante 8 erfolgenden sprungartigen Querschnittserwei terung kann das Öl nicht folgen, da es aufgrund der recht winkligen Anordnung der Querwand 9 zur Längsachse 5 der Wirbelkammer zwei 90°-Ecken passieren müßte. Da dies nicht möglich ist, erweitert sich die Strömung langsam und erreicht erst nach Zurücklegen eines gewissen Weges die Wandung der Wirbelkammer 3. Zwischen der Kante 8 und der Stelle 15 kommt es zu einer intensiven Verwir belung und es bildet sich eine ringförmige Wirbelwalze 16, die die Ölphase, die sich im Eingangskanal 2 prak tisch auf dessen Sohlenbereich beschränkte, gleich mäßig über den Umfang der Innenwand der Wirbelkammer verteilt. Aus einem in erster Näherung rinnenförmigen Ölstrom wird so ein ringförmiger Ölstrom, der durch die zwischen dem Luftstrom und ihm wirksamen Schubspan nungen über die Ringzone 11 zunächst in den Zwischen kanal 7 und von dort in die Ausgangskanäle 12 und 13 gelangt. Voraussetzung für ein einwandfreies Funktio nieren der Vorrichtung ist, daß die an dem gesamten Wandumfang des Zwischenkanales 7 anlegende Ringströ mung bis in den Endbereich des Zwischenkanales 7 erhal ten bleibt. Dies bedeutet, daß der Abstand zwischen der Wirbelwalze 16 und dem Anfang der Ausgangskanäle 12, 13 nicht zu groß sein darf. Der Übergang der entlang der Innenwand des Zwischenkanales 7 strömenden ringförmigen Ölschicht 17 in die Ausgangskanäle 12, 13 erfolgt problem los, da die Durchmesser d_Z und d_A des Zwischenkanales 7 und der Ausgangskanäle 12 und 13 gleich groß sind. In den Ausgangskanälen 12 und 13 konzentriert sich das Öl wieder auf den jeweils unteren Kanalbereich. Die an die Ausgangskanäle 12, 13 angeschlossenen Leitungen können anders als das Gehäuse 1 der Vorrichtung ebenso wie die Zuleitungen zum Eingangskanal 2 flexibel sein. Etwaige durch flexible Zuleitungen verursachte unsymmetrische Geschwindigkeitsprofile der Strömung werden durch den eine Beruhigungsstrecke bildenden Eingangskanal 2 kompen siert.

Wie aus Fig. 2 hervorgeht, lassen sich mehrere Vorrich tungen hintereinander bzw. parallel zueinander schalten, um auf diese Art und Weise eine weitgehende Verästelung der Leitungen und eine Schmiermittelzufuhr zu einer Viel zahl von Verbrauchern zu ermöglichen. Die in Fig. 2 dargestellten drei Vorrichtungen 18, 19 und 20 sind über flexible Leitungen 21 und 22 sowie Rohrverschraubungen 23 bis 26 miteinander verbunden. Da Querschnittsverengun gen in den Vorrichtungen fehlen, kommt es nicht zu Druck verlusten und eine ausreichende Schmiermittelversorgung aller Schmierstellen ist gewährleistet. Selbstverständ lich muß durch entsprechenden Luftdurchsatz für die nötige Turbulenz in den Wirbelzonen der Wirbelkammer 3 Sorge ge tragen werden. Dies bereitet indes keine Schwierigkeiten. Praktische Versuche haben gezeigt, daß unabhängig von der Lage der Vorrichtungen eine ausreichend gleichmäßige Ver teilung des Schmiermittels auf alle Abzweigleitungen er folgt.

Claims

1. Vorrichtung zum Aufteilen eines Öl-Luft-Stromes, in der der in einen Eingangskanal eintretende Öl-Luft-Strom als Zweiphasen-Schichtenströmung unabhängig von der Lage der Vorrichtung im wesentlichen gleichmäßig auf mehrere Ausgangskanäle verteilt wird, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Eingangskanal (2) und den Ausgangskanälen (12, 13) eine Wirbelkammer (3) angeordnet ist, durch die der in Wandungsnähe des Eingangskanals (2) herangeführte Öl-Anteil der Zweiphasen-Schichtenströmung in eine gleichmäßig über den Umfang der Wirbelkammer-Innenwand verteilte Ringströmung überführt wird.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeich net durch eine unstetige Querschnittserweiterung im Bereich des Überganges zwischen dem Eingangskanal (2) und der Wirbelkammer (3).

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge kennzeichnet, daß der Übergang zwischen dem Eingangskanal (2) und der Wirbelkammer (3) von einer scharfen Kante (8) gebildet wird.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da durch gekennzeichnet, daß die dem Ein gangskanal (2) zugewandte Wand (9) der Wirbelkammer (3) im wesentlichen senkrecht zur Innenwand (10) des Ein gangskanales (2) angeordnet ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da durch gekennzeichnet, daß zwischen der Wirbelkammer (3) und den Ausgangskanälen (12, 13) ein Zwischenkanal (7) angeordnet ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekenn zeichnet, daß die Wirbelkammer (3) über eine trichterförmige Ringzone (11) in den Zwischenkanal (7) übergeht.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch ge kennzeichnet, daß der Querschnitt des Zwischenkanals (7) und die Querschnitte der Ausgangs kanäle (12, 13) gleich groß sind.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, da durch gekennzeichnet, daß die Ausgangs kanäle (12, 13) im wesentlichen V-förmig in den Zwi schenkanal (7) übergehen.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, da durch gekennzeichnet, daß der Eingangs kanal (2) und die Wirbelkammer (3) fluchtende Längs achsen (4, 5) aufweisen.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekenn zeichnet, daß die Längsachsen (4, 5) des Ein gangskanales (2) und der Wirbelkammer (3) mit der Längsachse (6) des Zwischenkanals (7) fluchten.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, da durch gekennzeichnet, daß der Eingangs kanal (2) eine Beruhigungsstrecke für die Zweiphasen- Schichtenströmung bildet.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, da durch gekennzeichnet, daß ihre Kanäle (2, 7, 12, 13) und die Wirbelkammer (3) kreiszylindrisch aus gebildet sind.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekenn zeichnet, daß der größte Durchmesser (D) der Wirbelkammer (3) mindestens 50% größer ist als der Durch messer (d_E) des Eingangskanales (2).

14. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekenn zeichnet, daß der größte Durchmesser (D) der Wirbelkammer (3) eineinhalb- bis zweieinhalbmal so groß ist wie der Durchmesser (d_E) des Eingangskanales (2).

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, da durch gekennzeichnet, daß sie einen Ein gangskanal (2) und zwei Ausgangskanäle (12, 13) aufweist.

16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, da durch gekennzeichnet, daß sie aus Kunst stoff besteht.

17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, da durch gekennzeichnet, daß sie Teil einer Zentralschmieranlage ist.