DE8322870U1

DE8322870U1 - Vorrichtung zum entfernen von verunreinigungen aus einer fluessigkeit durch zentrifugieren

Info

Publication number: DE8322870U1
Application number: DE19838322870U
Authority: DE
Original assignee: AE PLC
Current assignee: AE PLC
Priority date: 1982-01-19
Filing date: 1983-01-18
Publication date: 1984-04-05
Also published as: EP0098866A1; GB2113122A; PT76116A; GB8301240D0; JPS58502188A; GB2113122B; DD228183A5; ES519063A0; IT8319179A0; ES8501052A1; ATE20315T1; WO1983002406A1; HK54786A; AU555683B2; EP0098866B1; AU1157383A; ZA83314B; CA1188662A; BR8305198A; DE3363978D1

Description

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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Entfernen von Verunreinigungen aus einer Flüssigkeit durch Zentrifugieren und einen Zyklonabscheider allgemein, und sie betrifft speziell Zyklonabscheider mit Eigenantrieb, die für die Entfernung von Verunreinigungen aus einem Flüssigkeitssystem genutzt werden können, wie dem Schmierölsystem von Verbrennungsmotoren.

Um eine lange Lebensdauer von Maschinen, wie beispielsweise Verbrennungsmotoren, zu erreichen, ist es außerordentlich wichtig* ein Höchstmaß an Filterkapazität und die Fähigkeit im System zu schaffen, verunreinigende Stoffe, wie Partikularmaterial, kontinuierlich zu entfernen, wenn sie im Schmieröl vorhanden sind oder in dieses gelangen. Im allgemeinen können diese Filter nach Typen als Hauptstromfilter oder Umgehungsfilter klassifiziert werden. Bei Hauptstromfiltern wird ein poröses Filterelement verwendet und direkt zwischen der Ölpumpe und dem übrigen Schmiersystem angeordnet, so daß alles Öl durch den Filter fließt. Solche Filter haben in allgemeinen Filterelemente mit verhältnismäßig hoher Porosität, nicht nur, weil sie eine verhältnismäßig

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große ölmenge bei einem Minimum an Druckabfall am Filter passieren lassen müssen, sondern auch, weil die aus dem Öl ausgefilterten Verunreinigungen auf dem Filterelement bleiben und dazu tendieren, die Größe der Poren zu verringern, was die Filterwirkung weiter einschränkt und die Probleme mit der Γ

Rate des ölflusses durch den Filter verstärkt. Bei diesen Haup t st romf i I tern kann, es notwendig sein, einen Umgehungskana 1 vorzusehen, so daß der Ölfluß, wenn der Filter eine zu starke Einschränkung darstellt, direkt um den Filter geführt werden kann und dieses öl überhaupt nicht gefiltert wird. Außerdem werden aufgrund der verhältnismäßig hohen Porosität der Filterelemente eine Reihe von feinkörnigen Partikularstoffer. nicht aus dem Öl herausgeti1tert, weil sie zu klein sind, um durch das Filterelement zurückgehalten zu werden.

Der andere Typ von Ölfilter sind Umgehungsfi1ter, bei denen eine bestimmte ölmenge beim Verlassen der Ölpumpe in einen Filter abgelenkt wird, von dem aus es in die Ölwanne zurückfließt, um durch die ölpumpe zu zirkulieen, ohne vorher durch das übrige Schmiersystem zu fließen. Obwohl diese Umgehungsfilter nur einen Teil des gepumpten Öls filtern, können sie in Begriffen der Aussonderung sehr kleiner Partikularstoffe sehr effektiv sein, da sie mit einem sehr hohen Druckabfall zwischen dem Versorgungsdruck und der Ölwanne arbeiten.

Handelt es sich bei Lkngehungsfi1 tern um mechanische Elemente mit einem porösen Filterelement, so können Zentrifugalfilter bei derartigen Anwendungen sehr vorteilhaft sein. Ein typischer Schleuderfilter dieser Art wird im Patent Nr. 3 432 091 von Beazley beschrieben. Zu ihm gehört ein Hohlgehäuse, iti welchem drehbar ein Rotorelement mit einer Innenkammer und einer Außenwand angeordnet ist. Das Gehäuse ist direkt mit der Wanne oder dem Abfluß verbunden, während das unter hohem Druck stehende Öl in das Innere des Rotors gelenkt wird. Wenn sich der Rotor mit dem unter Druck stehenden Öl füllt, fließt das Öl nach unten zu einem Paar diametral angeordneter Abgabeöffnungen oder Düsen mit eingeengtem Durchmesser. Wenn das Öl durch diese Öffnungen austritt, erzeugt es eine Reaktionskraft, die ein Drehen des Rotors innerhalb des Gehäuses bewirkt, wodurch auf der Wand des Rotors eine Zentrifugalkraft erzeugt wird, welche feste Teilchen anzieht, die dann an dieser Wand sowohl aufgrund der Zentrifugalkraft, wenn sich der Rotor dreht, als auch aufgrund der mechanischen Kohäsion, wenn der Rotor stillsteht, wenn die das Öl zuführende Maschinerie gestoppt wird, haften. Wenn das Öl von den öffnungen oder Düsen abgegeben wird, erfährt es einen Druckabfall von dem hohen Druck innerhalb des Rotors auf im wesentlichen Luftdruck, wie er im Gehäuse vorhanden ist, von welchem das Öl in die Ölwanne zurückfließt. Da bei diesem Filtertyp sehr

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hohe Umdrehungsgeschwindigkeiten des Rotors möglich sind, können sich sehr hohe Zentrifugalkräfte entwickeln, so daß sich selbst sehr feine und leichte Schmutzteilchen ansammeln und auf der Wand des Rotors festgehalten werden können. Im allgemeinen sind derartige Filter wiederverwendbar, wenn das Gehäuse zerlegt und ein Rotor herausgenonrmen und geöffnet werden kann, so daß die Verschmutzungen als Schlaimn aus dem Inneren entfernt werden können, es ist aber auch bekannt, daß derartige Filter als Wegwerfartikel produziert werben können, wobei die gesamte Einheit herausgenommen und durch eine neue ersetz" wird, wenn der Filter eine bestimmte festgelegte Betriebszeit genutet worden ist. Solche Wegwerffi1ter wurden in den US-PS * 106 689 und k 165 032 beschrieben.

Wenn Sch 1euderfi1ter dieses Typs normal arbeiten, entfernen sie einen sehr hohen Anteil der Verschmutzungen und verhindern eine Wertminderung des Schmieröls. Wenn daher solche Filter in Motorfahrzeugen eingesetzt werden, die unter bekannten Arbeitsbedingungen arbeiten, kann man leicht feststellen, daß in bestimmten regelmäßigen Abständen der Filter gereinigt oder ausgewechselt werden sollte, und wenn der Filier in der vorgesehenen Weise funktioniert, dann dürfte sich eine vorhersagbare *'enge des angesarrme 1 ten Schlanrms im Filterrotor befinden. ',Venn jedoch eine solche Durchsicht oder Reinigung vorp.cnorrmen wird und die erwartete Schlarrmengc im Rotor nicht

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vorhanden ist, muß angenommen werden, daß der Filter nicht in der vorgesehenen Weise funktioniert hat. Das ist vermutlich darauf zurückzuführen, daß entweder der Rotor nicht die vorgesehene Rotationsbetriebsgeschwindigkeit erreicht hat, oder auf die Tatsache, daß der Rotor möglicherweise sich zu bestimmten Zeiten überhaupt nicht gedreht hat. Es ist bekannt, daß Feh 1 funktionen dieser Art durch eine unerwartete blockierung der Zufuhr Ieitung oder Beschädigung der Rotor lager sowie eine mögliche Verstopfung der Öffnungen hervorgerufen werden. Eine häufigere Ursache von unzureichender Arbeit aber resultiert aus der unzureichenden Ableitung der äußerer. Gehäusekarrmer oder Rückf ührungs 1 e i tung , was dazu führt, daß sich Abgabeöl am Boden des Filters ansarrmelt. Wenn das der Fall ist, taucht der unterste Teil des Rotors, möglicherweise einschließlich der Abschnitte mit den Öffnungsdüsen, in das überschüssige Öl ein und verursacht Reibungwider stand am Rotor, wodurch dessen Drehzahl erheblich verringert und seine Filtereffektivität faktisch auügescha 1 tet wird.

Es wurde erkannt, daß es zur Uberwidnung dieses Problems notwendig ist, eine unbehinderte Ableitung zurück zur Wanne zu schaffen. Das könnte im Idealfall durch Anbringung des Filters auf der Wanne geschehen ist jedoch bei den meisten Installationen nicht zu verwirklichen. Folglich muß bei Installationen, bei denen der Filter vom Motor entfernt ist, ein

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verhältnismäßig großer Durchmesser eingesetzt werden, und folglich ein ziemlich unbeweglicher Schlauch, der zwischen dem Doden des Filtergehäuse^ und der ölwanne eingefügt wird. Außerdem muß die Führung dieses Schlauche sehr sorgfältig vorgenommen werden, um alle scharfen Biegungen oder komplizierten Bahnen zu vermeiden, welche die Strömungsbahn ein' schränken könnten. Außerdem muß sorgfältig darauf geachtet werden* Möglichkeiten für den Eintritt von Luftblasen in die Ableitung zu vermeiden, da, wie bereits ausgeführt, der Luftdruck innerhalb des äußeren Gehäuses gleich dem Atmosphärendruck sein sollte und kein positiver Druck das Öl durch die Ableitung drückt.

Eine der bisher zur Lösung dieses Problems angewendeten Methoden ist die Schaffung eines Entlüftungsventils auf der oberen Seite des äußeren Gehäuses, um eine Ableitung zu schaffen, durch die Atmosphärenluft eindringen kann. Diese Entlüftung muß jedoch mit einem Rückstromregulierventil für den Fall versehen sein, daß das innere Gehäuse durch eine unerwartete Blockierung der Ableitkanäle unter Druck gesetzt wird, was vor allem dann eintreten kann, wenn der Motor zuerst gestartet wird und das Öl verhältnismäßig kalt ist und damit eine höhere Viskosität aufweist. Durch ein solches Regulierventil können jedoch andere Verschmutzungen von außen

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in den Filter eindringen, und unter bestimmten Umständen ist ein Entweichen von Öl möglich.

Eine andere Lösung des Problems wird in US-PS 4 0^6 315 vorgeschlagen. Dabei umgeht ein Teil des ankorrmenden Öls den Schleuderfi1ter und wird durch eine Strahlpumpenvorrichtung unter dem Gehäuse direkt zurück in die Wanne geführt. Diese Strahlpumpe soll eine positive dynamische Pumpwirkung im Hohlraum erzeugen» um Öl, das sich darin angesammelt hat, positiv zu entfernen und in die Wanne zurückzuführen. Das Öl aus der Strahlpumpe wird jedoch nicht gefiltert, wodurch die Effektivität des Filtervorgangs vermindert wird und der Einsatz einer Ölpumpe mit höherer Kapazität im Schmiersystem des Verbrennungsmotors erforderlich sein kann. Außerdem müssen diese Strahlpumpen möglicherweise eine Strahlöffnung mit sehr geringem Durchmesser haben, der leicht verstopfen kann, wodurch die Strahlpumpe ausfällt.

Vorliegende Erfindung sieht eine verbesserte Vorrichtung zur Verhinderung einer möglichen Ansarrmlung von Rückflußöl im Filtergehäuse durch Einführung einer regulierten Luftmenge bei einem über dem Luftdruck liegenden Druck in die Karrmer unter dem Filter vor, um die Möglichkeit zu verhindern, daß der Ölpegel nach oben steigt, bis er den Rotor berühren könnte.

Es wurde festgestellt, datJ bei der Arbeit des Filters zwei Strahlströme öl aus den Strahldüsen austreten und daß diese Ströme natürlich auf die Innenwand des äußeren Gehäuses aufprallen« wo der Strahl in einer Peinzerstäubung oder einen feinen ölnebel aufgespalten wird« Wenn das geschieht, tritt eine gewisse Schäumung des Öls auf, wodurch ein Teil der im Gehäuse vorhandenen Luft mitgerissen wird, und diese mitgerissene Luft gelangt mit dem öl durch die Rüekführungsleitung in die Wann. Wenn das geschieht, wird kontinuierlich eine geringe Menge der Luft aus dem Gehäuse entfernt, und wenn diese Luft nicht ersetzt wird, sinkt der Druck innerhalb des Gehäuses unter den Atmosphärendruck ab, was zu einem negativen Druck auf die Rückführungsleitung führt und den Rückfluß des Öls in die Wanne verhindert. Wenn daher Luft mitgerissen wird und durch die Abgabe leilung gelangt, besteht die Tendenz zum Ansteigen des Ölpegels, und wenn diese die Höhe des unteren Endes des Rotors erreicht, wird der Rotor verlangsamt oder sogar gestoppt, und es erfolgt kein wirksames Fi 1 tern <nehr .

Nach einem bevorzugten Ausführungsbeispiel dieser Erfindung ist ein Reglergehäuse vorgesehen, das direkt unter dem Filtergehäuse angeordnet ist und zu dem ein Luftventil gehört, das mit einer geeigneten Luftdruckquelle, beispielsweise einem Druckluftbremskompressor oder einer anderen Pumpe, ver-

bun den ist. in dieser Reg 1 er kanrmer ist ein Schwimmer angebracht, der durch den Olpegel in der Karrmer betätigt wird. Solange dieser ölpegel niedrig bleibt» ist das Luftventil geschlossen, und es wird keine zusätzliche Luft In die Kammer eingelassen» Beginnt jedoch der ölpegel zu steigen, wie das durch die Entfernung von Luft aus dem Filtergehäuse durch das Mitreißen von Luft in den Rüekflußölstrahlen der Fall ist, sammelt sich der ölpegel an und hebt den Schwimmer. Erreicht der Schwimmer eine bestimmte Stellung, öffnet er das Luftventil, so daß Luft von der Druckluftque1Ie in die Reglerkarmner und folglich, durch deren direkte Verbindung, in das Innere des Gehäuses ge4angt. Aufgrund dieser positiven Wirkung steigt der Luftdruck innerhalb des Fi1tergehäuses über den Atmosphärendruck und verstärkt die Kraft auf das Öl innerhalb der Rückführungsleitung, um die Rate des Rückflusses zu erhöhen und den Ölpegel in der Reg lerkarrmer zu senken. Es wurde festgestellt, daß es, ungeachtet des Drucks der Druckluftquelle, niemals notwendig ist, den Druck innerhalb des Filtergehäuses um mehr als einige psi ( i psi = 7,031 χ

-2 2 10 kp,cm ) zu erhöhen, so daß der Druckabfall des Öls an den Rotor öffnungen oder -düsen im wesentlichen gleich bleibt. Es wird jedoch festgestellt, daß die Menge der durch den Regler zugeführten Luft verhältnismäßig gering ist und nur der Luftmenge entspricht, die durch Mitreißen im Öl, das zur Wanne zurückfließt, entfernt wurde.

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Ein anderes Merkmal der Erfindung besteht darin, daß die Möglichkeit erkannt wurde, den Durchmesser der Rückführungsleitung vom Luftregler zurück zur Wanne beträchtlich zu senken. Bisher waren die Rückführungsleitungen so dimensioniert, daß eiae freie Ableitung ohne jede Druckunterstützung außer den normalen. Schv/erkraf te i nf 1 üssen möglich war , da es inrmer ein schwieriges Problem war, den Filter im wesentlichen über dem Ölpegel in der Wanne anzuordnen. Unter Verwendung des Reglers dieser Erfindung kann nun eine Rückführungs1eitung eingesetzt werden, die nicht viel größer oder möglicherweise von gleicher Größe als (wie) die Öl zu 1ieferung von der Motorölpumpe ist. Vtßerdem sind die Möglichkeiten zur Anordnung wesentlich größer, da durch die Verwendung eines kleineren Ab 1 eitschlauches eine größere Flexibilität des Schlauches und daher gewundenere Bahnen des Schlauches möglich sind, ohne daß unerwünschte Einschränkungen für den Rück- oder Ableitfluß des Öls entstehen. Außerdem ist es sogar möglich, den Filter unter dem Ölpegel in der Wanne anzuordnen, da nun ein geringer positiver Druck vorhanden ist, der die Schwerkraft überwinden und möglicherweise das Öl in die Rückleitung in die Wanne drücken kann.

Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht darin, daß sie in Sch IeuderfiIter des Wegwerftyps einbezogen werden kann, wie sie in den US-PS U (96 689 und 4 165 032 beschrieben werden.

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Der Schwimmer kann im Wegwerfbehälter angebracht und so angeordnet werden, daß er die Betätigung eines Luftventils in einer Luftzufuhr leitung steuert, welche direkt mit dem Gehäuse des Wegwerffi1ters verbunden ist. Da das Luftventil direkt im Gehäuse angebracht werden kann, bedeutet das, daß es leicht herausgenommen und sehr schnell ausgewechselt werden kann, wenn der Filter voll ist, wodurch nur die Abnahme des Gehäuses von den Anschlußleitungen und die Trennung und der erneute Anschluß der Luftzufuhr 1eitung notwendig sind, wodurch die Stillstandszeiten der Maschinen, bei denen der Filter eingesetzt wird, auf ein Minimum reduziert werden können.

Zwar wird in dieser Spezifikation der Regriff "Schleuderfilter" verwendet, man kann aber einschätzen, daß nicht unbedingt eine echte Filterung erfolgen muß und daß die Abscheidung von Verschmutzungen durch Zentrifugalkraft bewirkt wird.

Es v/erden nun Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand von Beispielen beschrieben, wobei auf die Zeichnungen Bezug genorrmen wird, in denen

Abb. 1 ein Quer sehni11saufriß durch einen Sch leuderfi1ter und dessen Anbringung nach einem ersten Ausführur.gsbeispiel der Er f i ndung ist;

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Abb. 2 einen Querschnittsaufriß durch eine zweite Ausführung dieser Erfindung unter Verwendung eines Wegwerffi1ters zeigt;

Abb. 3 ein Querschnitt auf der Linie 3-3 der Abb. 2 ist;

Abb. k ein teilweise im Quer sehnitt ausgeführter Aufriß eines dritten Ausführungsbeispiels der Erfindung ist; und

Abb. 5 ein Quer sehnittsaufriß eines vierten Ausführungsbeispiels der Erfindung ist.

Es wird ausführ J icher auf die Abb. I Bezug genorrmen. Der Zyklonabscheider oder Sch 1euderfi1ter 10 hat ein unteres Gehausee 1 ement 11 und ein oberes Gehäuseelement 12, die mit Flanschen 13 bzw. 1* versehen sind, die ineinandergreifend, ausziehbar zusarrmen passen. Eine Klarrmer 16 hält die beiden Elemente fest zusanrmen, und ein Dichtungsring mit rundem Querschnitt, 15, verhindert einen Flüssigkeitsaustritt aus dieser Verbindung. Zwischen diesen bilden das obere und untere Gehäuseelement 12 und 11 eine Gehausekanrmer 13, die an ihrem unteren Ende in einen Ablcitkanal 19 mündet; der nach unten und durch den Boden des unteren Gehäuseelementes Il nach außen führt.

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In der Gehäusekammer 18 ist ein Rotor 20 angebracht, zu dem ein Rotorbasiselement 21 mit einer nach oben verlaufenden Randwand 22 gehört. Zum Rotor gehören auch ein Deckel 2* mit einer oberen Wand 25 und einer nach unten verlaufenden peripheren Seitenwand 27, die in einem vergrößerten Flansch 28 endet, der über das obere Ende der Randwand 22 paßt, und ein geeigneter Dichtungsring mit rundem Quer sehnitt, ^Q', ist an dieser Verbindung vorhanden, um einen Austritt von Öl innerhalb des Rotors 20 nach außen in die Gehäusekarrmer 18 zu verh i ndern·

Um den Rotor 20 zur Rotation innerhalb der Gehäusekarrmer zu montieren, ist der Rotor mit einer Spindel 34 versehen, die am unteren Ende durch eine Öffnung 35 in der Rotorbasis 21 führt. Auf der unteren Seite der Basis 21 befindet sich eine Druckscheibe 37, die zu einem Flansch 38 auf dem unteren Ende der Spindel paßt. Ebenso führt die Spindel 34 oben durch eine Öffnung 41 in der Decke 1 oberwand 25 des Rotors, und über der öffnung 41 befindet sich eine Mutter 43 im Gewindeeingriff mit einem Gewindeabschnitt auf der Spindel 34, so daß der Rotordeckel 24 durch Anziehen der Mutter 43 nach unten gedrückt wird, um einen festen Eingriff des Rasise 1ementes an der Dichtung 31 zu bewirken und das Basiselement gegen die Druckscheibe 37 und den Flansch 38 zu d-ücken, so daß die

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Spindel zu einem integralen Restandteil des Rotors 20 wird und mit dies em rotiert.

Der Rotor 20 ist auf einem Paar von Lagern angeordnet, die In ; den oberen und unteren Gehäuses lementen 12 und 11 gelagert [ sind, und folglich hat die Spindel 34 an ihrem unteren Ende f einen Zapfenabschnitt 45, der in einem Lagerelement 47 sitzt, I das in einer Aussparung 48 angebracht ist, die in einer vor- | springenden Nabe 49 auf dem unteren Genausee Jement 11 gebil- | det wird. Das Lager 47 hat einen naCfr außen verlaufenden | Flansch 50 über der Aussparung 48, der gegen die Druckscheibe | 37 stößt und das Gewicht des Rotors trägt. Ebenso ist die si obere V'and 52 des oberen Gehäuseelementes 12 mit einer geformten Aussparung 53 versehen, die ein Radiallager 54 und ein Längslager 55 aufnimmt, um das obere Ende 57 der Spindel 34 2u drehen. Die Spindel 34 hat eine Durchgangsbohrung 59 mit gleichmäßigem Durchmesser, so daß die hydraulischen Kräfte an «fen beiden Enden der Spindel 34 an den Lageraussparungen 48 und 53 ausgeglichen werden und die Druckscheibe 37 nur das Gewich* des Rotors 20, unabhängig von allen Druckkräften, tragen muß.

öl wird dem Abscheider 10 unter Druck durch eine Leitung von der Ölpumpe eines Verbrennungsmotors oder einer anderen Maschine (nicht gezeigt) zugeführt, und diese Leitung ist mit

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einer Einlaßbohrung 62 verbunden, die im unteren Gehäuscelement 11 gebildet wird. Das Öl gelangt dann durch ein Absperrventil 63 und einen Kanal 64 zur Lagerausspaif ung 48, von wo aus es in die Bohrung 59 und die Spindel 34 eintreten kann. Ras Absperrventil 63 wird unter Bedingungen eines niedrigen Öldrucks durch Federvorspannung in der geschlossenen Stellung gehalten, beispielsweise bei Leerlauf des Motors, so daß kein Öl von den Motorlagern abgeleitet wird. Dieses Ventil ist eine Wahivariante und wird in vielen Anwendungen nicht eingesetzt. Es ist daher in keiner Weise Bestandteil der vorliegenden Erfindung.

Das Öl gelangt durch die Spindelbohrung 59 nach oben zum oberen Ende und fließt durch die Radialkänäle 66 neben einer Ablenkschale 67 nach außen. Das Öl fließt dann über die Oberkante 68 der Ablenkschale 67 und in die Rotorkarrmer 69. Ein Rundsieb 71 ist koaxial mit der Spindel 34 und im Abstand zu dieser zwischen der Ablenkschale 67 am oberen Ende und einer kegelförmigen Trennwand 73 am unteren Ende angeordnet. Die kegelförmige Trennwand 73 verläuft nach unten und außen und paßt in einen Ringnut 74, der im Rotorbasiselement 21 gebildet wird. Wenn die Rotorkarrmer 69 voll öi ist, bewirkt der Druck des nach innen fließenden Öls, daß ein Teil des Öls radial nach innen durch das Sieb 71 und unter die kegelförmige Trennwand 73 gelangt, wo es in ein Paar senkrechter

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Kanüle 76 fließt, die im Rotorbasise Iement 21 gebildet werden, niese Kanäle 76 enden an ihren unteren. Enden in tangential verlaufenden DUsenöffnungen 78» aus denen das öl mit verhältnismäßig hoher Geschwindigkeit nach außen in die Gehäusekarrmer 18 gedrückt wird. Her Strom des Öls mit hoher Geschwindigkeit durch die Düsenöffrvungen 7% nach außen bewirkt dann durch die Reaktionskräfte, daß sich der Rotor 20 mit hoher Geschwindigkeit innerhalb des Gehäuseelementes 18 dreht, und die Zentrifugalkraft, die aus diesen hohen Umdrehungsgeschwindigkeiten resultiert, bewirkt, daß sich alles Partikulärmaterial zur Rotorwand 81 bewegt, wo sich dieses Partikularmaterial dann als eine Schicht absetzt, und unter den hohen Gravitationskräften tendiert diese Partiku1 ar substanz dazu, zu einer gurrmiart igen Masse zu koagulieren, die ausgekratzt und entfernt werden kariä, wenn der Abscheider zerlegt wird.

Zur Erreichung einer optimalen Leistung muß der Abscheider in einer allgemein senkrechten Stellung montiert werden, so daß nur ein Minimum an nichtausgeglichenen Kräften auf den Rotor 20 wirkt. Demzufolge wird das untere Gehäuseelement an der Befestigungsschelle 90 angebracht, die wiederum an einer mit 92 bezeichneten Rahmenschiene eines Motorfahrzeugs oder an einer anderen Auflage mit geeigneten Bolzen 93 befestigt

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ist. In Obere i ns t irrmung mit den bekannten technischen Lösungen wurde der Rückfluß des Öls aus der Ciehäusekarrmer 18 in die Wanne des Verbrennungsmotors durch eine geeignete Passung vorgenommen, die mit dem Ableitkanal 19 verbunden ist« so daß das Öl dann durch einen geeigneten flexiblen Schlauch oder ein Rohr zur Ölwanne fließen konnte. Unter normalen Bedingungen mußte diese Rüekführungsleltung einen verhältnismäßig

großen Durchmesser haben, da sich, um eine optimale Drehzahl

des Rotors erreichen zu können, kein Öl in der Gehöusekarrmer

18 ansammeln durfte, die normalerweise mit Luft gefüllt ist,

J die über die Ableitung durch Gegenstrom aus der Wanne oder

r durch ein Entlüftungsventil eintreten kann, was bei der vor«

liegenden Erfindung nicht mehr erforderlich ist. Da im wesentlichen kein Druckabfall zwischen dem Gehäuseelement 18

f und der Ölwanne besteht, mußte die Rückf ührirngs lei tung einen

verhältnismäßig größen Durchmesser haben, um ein Ansammeln von Flüssigkeit im Gehäuseelement 18 zu vermeiden, denn wenn der Pegel so weit ansteigt, daß das Öl den Pegel des Rotorbasise lementes 21 erreichen kann, bewirkt der Reibungswiderstand, daß sich der Rotor mit weit geringerer Drehzahl dreht, wodurch die Zentrifugalkräfte erheblich gesenkt werden, die für ein« wirksame Filterwirkung dieser Abscheider notwendig sind, und folglich wird nur wenig oder keine Partiku1 ar substanz aus dem Schmieröl entfernt.

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Nach den Prinzipien der vorliegenden Erfindung wurde festgestellt, daß die Ansammlung von Öl innerhalb des Gehäuseelementes 18 leicht durch eine Reihe von Umständen herbeigeführt werden kann, wodurch diese Zentrifugalabscheider oder Schleuderfilter ihre Effektivität verlieren. Da es in den meisten Anwendungen nicht wirklich möglich ist, die Rotationsgeschwindigkeit des Rotors ^:.m Abscheider zu bestimmen, wird der Rückgang dieser Effektivität oft erst festgestellt, wenn der Abscheider zum Reinigen zerlegt wird und man eine unerwartet geringe Ansammlung von Partikularmaterial feststellt. Wenn das der Fall ist* ist es natürlich oft zu spät, weil das Öl stark verunreinigt ist und bereits unnötiger Verschleiß am Verbrennungsmotor aufgetreten ist. Es wurde festgestellt, daß der Hauptgrund für diese Wirkung die Tatsache ist, daß es einen vorher nicht vermuteten Prozeß der Ableitung von Luft aus der Gehäusekarrmer 18 gibt. Wenn die Ölströme mit hoher Geschwindigkeit durch die Öffnung 78 nach außen gelangen - und diese Geschwindigkeit kann ziemlich hoch sein, da faktisch der gesamte Druckabfall zwischen der Zuleitung und der Atmosphäre an der Öffnung 78 erfolgt -, prallt das öl auf die Innenwand des unteren Gehäuseclementes 11. Unter dieser Wirkung wird der ölstrahl zu einem feinen Nebel von Tröpfchen aufgebrochen, die dazu tendieren, Luft mitzureißen oder aufzulösen, entweder durch tatsächliche Lösung oder durch

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Schaumbildung, und wenn das Öl mit der mitgerissenen Luft zurück in die Wanne fließt, bewirkt das notwendigerweise einen Abfall des Drucks in der Gehäusekanrmer 18, so daß der Ölpegel innerhalb des Ableitkanals 19 nach oben steigt. Demzufolge löst die vorliegende Erfindung das Problem dadurch, daß zusätzliche Luft in die Genausekarmner 18 eingeführt wird, um die Luft zu ersetzen, die durch die Mitreißwirkung des Öls herausgeführt wird, um positiv zu verhindern, daß der Ölpegel steigt und das Rotorbasiselement 21 erreicht.

Um Luft in das Gehäuseelement IS einzuführen, ist ein Reglergehäuse 95 mit einer Bodenwand 96 und Seitwänden 97, die eine Kammer 99 bilden, vorgesehen. Das Reglergehäuse 95 ist unter der Bei estigungsscheI1e 90 angebracht und hat eine obere Fläche 101, die gegen einen Dichtungsring 10<f auf die untere Seite der Befestigungsschelle 90 gedrückt wird. Ebenso kann der Abscheider 10 auf der Oberseite der Befestigungsschelle 90 unter Verwendung eines Dichtungsringes 103 angebracht werden und durch Bolzen 106, die durch das untere Gehäusoe I ement 11, die Befestigungsschelle 90 unH das Reg 1 er gehäuse 95 führen, kann die gesamte Einheit unitär zusamnengeha1 ten werden.

Eine Ableitöffnung 108 ist in der Bodenwand 96 des Reglergehäuses vorhanden und mit einer Rückleitung zur Motorv/anne verbunden. Zum lieg lergehäuse 95 gehört auch eine Lufteinlaß-

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fassung 111, mit der eine LuftversorgURgsleitung von einer geeigneten Quelle, beispielsweise einem Druckluftbremszy1inder oder einem ähnlichen Element, verbunden ist. Direkt über dem Einlaß 111 befindet sich eine Gewindebohrung 112 mit kleinerem Durchmesser, in der ein Ventil 113 mit einem nach oben vorstehenden Ventilschaft 11* angebracht ist. Dieses Ventil kann in Form eines normalen Reifenventils ausgeführt sein, das normalerweise geschlossen ist, so daß die Luft am Einlaß 111 nicht in das Ventil eintreten kann. Wenn jedoch der Ventilschaft 11* nach unten gedrückt wird, wird das Ventil geöffnet, um den Durchgang von Luft zu ermöglichen. Direkt über dem Ventilschaft 11* befindet sich eine Bohrung 116, in der eine Venti1 schieberstange 118 mit einem kleineren Durchmesser als die Bohrung 116 angebracht ist, um den Durchgang von Luft zwischen der Venti1 schieberstange und der Bohrung nach oben in die Reg 1 er kammer 99 zu ermöglichen. In der Karmner 99 ist ein Schwirrmerarm 121 angebracht, der von einem Drehzapfen 122 getragen wird, der am Reglergehäuse am oberen Ende der Venti1 schieberstange 118 angebracht ist. An einem Ende ist der Schwirrmerarm 121 mit einem Höh 1 schwirrmer 12* verbunden, der sich frei in der Kammer 99 bewegen kann, da sich der Arm 121 um den Drehzapfen 122 dreht. Der Schwimmerarm hat auch ein Betätigungsende 126, das in die vom Drehzapfen 122 entgegengesetzte Richtung zu einem Punkt über der VentiI schieberstange IIS führt.

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Wie durch durchgezogene Linien in der Abb. 1 gezeigt wird, befindet sich der Schwimmer 124, wenn kein Öl in der Reglerkarnner 99 ist, normalerweise in einer abgesenkten Stellung, so daß ein Abstand zwischen dem Betätigungsende 126 des

« Schwimmerarmes 121 und der darunterliegenden VentiIschieber-

stange 118 vorhanden ist. Da sich der Ventilschaft 114 in der geschlossenen Stellurg befindet, gelangt durch den Einlaß 111 keine Luft in die Kammer. Wenn der Filter arbeitet, so daß öl in die Gehäusekammer 18 abgegeben wird, um durch die Ableitung 19 nach unten zu fließen, kann sich in der Reglerkammer 99 Öl ansammeln, und wenn, der Ölpegel aufgrund der unzureichenden Strömungsrate durch die Ableitöffnung 108 zu steigen beginnt, kann sich der Schwimmer in die durch Phantomlinien bei 128 gezeigte Stellung heben. Wenn das Öl diesen Pegel erreicht, drückt dann das Detätigungsende 126 des Schwimmerarmes nach unten auf die Venti1 schieberstange 118, um den Ventilschaft 114 nach unten zu drücken. Wenn das geschieht, tritt Luft durch den Einlaß 111, am Ventil 113 und der Ventilschi eber s tange 118 vorbei in die Kammer 99 ein. Das Vorhandensein dieser Luft in der Kammer 99 und folglich in der Kammer 18 trägt dazu bei, den Rücklauf rl-^s Öles zu unterstützen, und der Schwimmer 124 kann nach oben und unten pendeln, um die erforderliche Luftmenge einzulassen, um die Luft zu ersetzen, die durch Mitreißen im Rückfluß des Schmieröls herausgeführt wurde.

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Man kann erkennen, claiJ der Druck in der Reg ler karrrner 99 und

in der Genau sekarrrner 118 im wesentlichen noch bei Atmos ph ü- .

rendruck liegt, wenn die mit der Ableitöffnung 108 verbundene j

Rüekleitung einen verhältnismäßig großen Durchmesser hat. Auf

der anderen Seite wurde festgestellt, daß es möglich ist, den '·

Durchmesser der mit der Ablaßöffnung 108 verbundenen Rücklei- ί

tung wesentlich auf vielleicht ein Viertel des früher einge- ji

setzten Durchmessers zu verriungern. In einigen Fällen <i

braucht diese Rüekleitung keinen größeren Durchmesser als die i Zuführleitung zum Filter zu haben. Ebenso kann der Abscheider ^L< 10 unter dem ölpegel in der ölwanne angeordnet wetden, so daß |

eine Tendenz des Umkehrflusses der ölableitung besteht, in beiden Fällen läßt dann der Regler dieser Erfindung Luft in das Gehäuseelement 18 ein, und es kann sich ein über dem A'.mosphärendruck liegender Druck aufbauen, um die notwendigen Strömun.gskräfte zu erzeugen, die für eine ausreichende Strömungsrate zur Wanne durch die Rüekleitung notwendig sind, damit der Ölpegel im Reglergehäuse bei einem Wert gehalten wird, bei welchem sich der Schwimmer unter der bei 128 gezeig ten Phantomlinienstellung befindet* Es muß unterstrichen werden, daß diese Anordnung es ermöglicht, der filter unter der Ölwar.p.enebene anzubringen, und wenn der Motor nicht läuft, kann das Kräftegleichgewicht dazu führen, daß das gesamte Gehäuse 13 durch diesen Rückfluß über die Ableitung mit Öl

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gefüllt wird. Das führt nicht zu ungünstigen Bedingungen, sondern nur zu eintcV geringen Verzögerung in der Arbeit des Fl lter Sf wenn der Motor gestartet wird. So befindet sich, wenn die Gehäusekantner 18 beim Anlassen des Motors auch voll Öl ist, der Schwimmer in der oberen Stellung und durch die öffnung 111 und damit in die Geha'iisekarrriier 18 fließt sofort Luft ein· Diese drückt dann den ölpegel nach unten, und wenn dieser unter den Pegel des Rotorbasiselementes absinkt, kann der Rotor zu rotieren beginnen, und der ölpegel sinkt welter nach unten, bis er durch die Stellung des Schwimmers in der bereits beschriebenen Weise stabilisiert wi rd.

Es muß unterstrichen werden, daß die mit dem Lufteinlaß ill verbundene Druckluftquelle nur einen wenig über dem Druck liegenden Druck haben muß, der in der Gehäusekantner 18 gebraucht wird. Wenn daher der im Gehäuse 18 erwartete Maximaldruck, sei es aufgrund der niedrigen Stellung des Filters oder einer verhältnismäßig kleinen Ableitung, im Bereich

-2 -2 2

von 3 bis 10 psi (21,093 χ 10 bis 70,31 χ 10 kp/cm ) liegt, ist eine Druckquelle im Bereich von 15 bis 20 psi

(1,055 bis 1,^06 kp/cm ) ausreichend, obwohl auch mit höheren Drücken, beispielsweise dem der Druckluftbremskompressoren, gearbeitet werden kann, solange dieser Druck im Kapazitätsbereich von Ventil 113 liegt. Es muß unterstrichen wer-

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der, daß in jedem fall die erforderliche Luftmenge verhältnismäßig klein ist, da nur die Luftmenge gebraucht wird, die 2um Ausgleich der Luft gebraucht wicd, die durch Mitreißen im öl herausgetragen wurde. Das heißt« die Luftmenge, die durch den Filter fließen kann, ist verhältnismäßig gering im Verhältnis zur ölmenge, die durch den Abscheider zwischen der Einlaßbohrung 62 und der Ableitöffnung 108 fließt, nie Luftmenge unterstützt damit nicht den Rücklauf, sie ergänzt nur die mitgerissene Luft« und aus diesem Grunde muß es dem Schwimmer 12* möglich sein, selbst die Position einzunehmen, in der sich das Ventil 113 schließen kann. Denn würde sich dieses Ventil nicht an einem stabilen Punkt schließen, würde eine überschüssige Luftmenge in das System einströmen, wodurch riicht nur die Karrmer 118 unter Druck gesetzt würde, was den Filterwirkungsgrad vermindern würde, weil d*r Öldruckabfall an der Öffnung 78 zurückgehen und damit die Reaktionskräfte verringert würden* welche die Rotation der Rotoren bewirken, während diese überschüssige Luft gleichzeitig zur Schäumung des Öls in der Wanne führen könnte, was die Schmierung des Verbrennungsmotors nachteilig beeinflussen könnte.

Wie in den Abbildungen 2 und 3 gezeigt wird, kann die Erfindung nicht nur bei Zentrifugalabscheidern des dauerhaften Typs angewendet werden, bei denen Demontage, Reinigung und

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ansch 1 i elJender erneuter Zusanrmenbau vorgesehen sind, sondern auch bei ZentrifugaI abseheider η des Wegwerftyps, wie sie in US-PS 4 106 689 und 4 165 032 beschrieben werden, die beide als Ganzes als Referenz in die vorliegende Erfindung einbezogen werden. Der in den Abbildungen 2 und 3 gezeigte Schleuderfilter stirrmt im allgemeinen mit den in den genannten Pa« tenten beschriebenen überein, mit Ausnahme der zusätzlichen Struktur zum Einlassen von Luft in das Gehäuse und zur Beseitigung des Luftablaßventils in diesen Patenten, das bei der vorliegenden Erfindung nicht erforderlich ist.

Wie in der Abb. 2 gezeigt wird, gehört zum Abscheider 140 ein f dünner Metallblechgehäusemantel 141, der eine Mante lkanrmer

V 142 bildet und an einem Ende durch einen Deckel 143 verschlos

sen wird, der Länge einer geeigneten Naht 144 mit dem Mantel 141 verbunden ist. In dem Deckel 143 befindet sich eine starre Stützscheibe 145 während der Deckel 143 auch eine geringförmige Dichtung 147 trägt. Auf der Stützscheibe 145 ist y in der Mitte eine Einlaßfassung 143 angeordnet, die mit einem

; geeigneten Fassungselement 149 zusarrmenwi rkt, das auf dem

Motorblock 150 gebildet wird und zu welchem hin die Dichtung 147 abdichtet, wenn der Abscheider 140 an seiner Stelle installiert wird.

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Die Einiaßfassung 1*S dient auch als Auflage für eine Spindel 152, deren unteres Ende elastisch durch eine Druckspiral feder 15* gelagert wird, die an einem Ende gegen das untere Ende der Spindel 152 und am anderen Ende gegen die Auslaßfassung 156 stößt, welche im geschlossenen Bodenteil des Gehäuseman tels 141 befestigt ist. Es ist selbstverständlich, daß die Aus 1 aßfassurg 156 in. der üblichen Weise wieder mit der ölwanne des Motors verbunden ist.

Innerhalb der Mante lkanrmer 142 ist ein. Rotor 15S angebracht, der aus einem Mittelrohr 159 besteht, das drehbar auf Lagern 160 und 161 an den oberen bzw. unteren Enden der Spindel 152 gelagert ist. Der Rotor 15S hat einen Mantel 164, der zusammen mit dem Rotorrohr 159 eine abgeschlossene, umschlossene Rotοrkarrmer 165 bildet, die während der Arbeit im Verhältnis zur Wante1karmer 142 unter Druck gesetzt wird. Zum Rotor 158 gehört eine untere Wand 166 am unteren Lager 161, die mit einem Paar nach unten verlaufenden, hohlen Vorsprüngen 167 versehen ist, welche die Düsenöffnungen 168 tragen, um drehbar den Rotor 158 innerhalb des Abscheiders im Ergebnis des Drucks anzutreiben, der durch die Einlaßfassung 148 eintritt.

Man kann feststellen, daß der eben beschriebene Zentrifugalabscheider im wcsent1ichen der gleiche ist, wie er in U5-P5 4 106 689 beschrieben wird, mit der Ausnahme, daß der

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Gehäusemantel 1*1, wie in der Abb. 2 gezeigt wird, eine größere Längsausdehnung hat und folglich auch die Stützfeder 154 länger ist, um den im Gehäusemantel 1*1 unter dem Rotor 158 verfügbaren Raum zu vergrößern. In diesem Raum ist ein Schwimmerarm 170 angebracht, der aus einem dünnen, flexiblen Blech bestehen kann und ein Ende 171 hat, das an der Innenseite des Gehäusemantels 1*1 befestigt ist. Am anderen Ende ist der Schv/immerarm 170 mit einem Paar Gabelarme 173 versehen, die auf jeder Seite der Feder 15* verlaufen, und an denen ein Höh 1 schwimmer 175 befestigt ist. Eine weitere Ei η laßfassung 177 ist an der unteren Wand des Gehäusemantels 1*1 in der Nähe des Schwirrmerarmes 171 angebracht und mit einem Ventilsitz 178 innerhalb der Mante 1 karrmer 1*2 versehen. Ein geeignetes Venti1element 180, beispielsweise ein Gummi formtei1, wird am Schwimmer arm 170 neben dem Ventilsitz 178 angebracht. Ein weiteres Einlaßrohr 182 ist mit der Fassung 177 und durch ein geeignetes Absperrventil 183 mit einer Druckluftquelle verbunden.

Man kann feststellen, daß bei dieser Anordnung der Schwimmer arm 170 die in der Abb. 2 gezeigte Stellung einnimmt, mit dem Schwimmer 175 in der niedrigsten Stellung und dem Ventilelement 180 in Kontakt mit dem Ventilsitz 178, so daß keine Luft in die Mante !kammer 1*2 eintritt, wenn, der Abscheider 1*0 normal arbeitet und aufrecht ausgerichtet ist, wie das in

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der Abb. 2 gezeigt wird, solange sich kein Öl im unteren Ende der Mantelkanrmer 1*2 befindet. Wird das Öl nicht durch die Auslaßfassung 156 so schnell zur Ölwanne abgeleitet, wie es durch die Einlaßfassung 148 zugeführt wird, steigt der Ölpege1 in der Mantelkammer 142 nach oben, bis sich der Hohlschwimmer 175 nach oben gegen den Rotor 158 bewegt- Wenn das der Fall ist, bewegt sich das Venti1element 180 vom Ventilsitz 178 weg, so daß Luft durch die Fassung 177 in die Mantelkarrmer 172 eintreten kann, um die Luftmenge auszugleichen, die von dem Öl mitgerissen wurde, das zurück in die Wanne f1ießt.

Die Wegwerfvaria; te des Zentrifuga1 abseheiders, die in den Abbildungen 2 und 3 als Ausführungsbeispiel gezeigt wird, funktioniert also in derselben Art und Weise wie das Ausführungsbeispiel der Abb. 1. Außerdem wird der Sch 1euderfi 1-ter, wenn er im Rotor 158 voller Sediment ist, einfach herausgenommen und durch einen neuen ersetz, wozu er von der Fassung 149 abgeschraubt wird, nachdem die Rohre von der Auslaßfassung 156 und der Luf te i η I aßf assiing 177 gelöst wurden, und ein neuer Abscheider an der Fassung 149 angebracht und die !'obre ip der üblichen Weise wieder angeschlossen werden.

Ein anderes Ausführungsbeispiel eines Wegwerfsch 1euderfi1ters wird in der Abb. '♦ gezeigt, wobei der gesondere Anschluß für

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die Auslaßfassung 156 des Ausführungsbeispiels der Abbildungen 2 und 3 entfällt. Wie in der Abb. * gezeigt wird, gehört zu einem Abscheider 201 ein Gehäuse oder Mantel 203, der eine generell zylindrische Form hat und an einem Ende durch einen

·■ Deckel 205 geschlossen wird, der längs einer Naht 206 am

Mantel 203 befestigt ist. Innerhalb des (Mantels 203 wird in

der Nähe des Deckels 205 eine äußere Stützscheibe "OS angebracht, gleichzeitig trägt der Deckel auch eine Ringdichtung 209. Eine Ei η laßfassung 210 wird in der Mitte der Stützscheibe 208 zum Zu s arrme nwi r ken mit einer Fassung 212 angebracht, die sich auf einem Motorblock 213 befindet. Der Block 213 hat auch eine ringförmige Nabe 214, mit der die Dichtung 209 abdichtend zusarrmenwi r kt. Eine Einlaßfassung 210 wird voll in die Fassung 212 eingeschraubt. Im Motorblock 213 sind auch Ableitkanäle 216 vorhanden, die zur Ölwanne des Motors führen und mit dem ringförmiger Raum zwischen der Fassung und der ringförmigen Nabe 214 in Verbindung stehen. Ebenso werden in der äußeren Stützscheibe 208 Öffnungen 217 gebildet, wie das anschließend ausführlicher geschildert wird.

im Mantel 203 wird auch eine innere Stützscheibe 219 angebracht, die einen nach innen führenden Abstand zur äußeren Stützscheibe 208 hat und generell parallel zu dieser verläuft. Die innere Auflagescheibe 219 wirkt abdichtend mit dem Mantel 203 und mit der F.i η I aßf assung 210 zusarrmen und bildet

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so eine Able i t karrmer 220 zwischen den beiden STützsche iben '· sowie der Ma η t e 1 k arrme r 222 unter der inneren St ü t zsche i bc ;.;

219. In der Karrmer 222 wird in derselben Art und Weise wie im § AusiUhrungsbeispieI der Abb. 2 ein Rotor 223 angebracht« und da die Struktur im wesent1ichen die gleiche ist, wird sie in der Abb. k nicht im Detail gezeigt. Eine Stützfeder 225, ähnlich der Stützfeder 154, wird am unteren Ende des Mantels 203 angebracht, um gegen den Rotor 223 am oberen Ende und gegen eine Auslaßfassung 226 zu stoßen, die in der Bodenwand 227 j des Mantels 203 gebildet wird. Ein fsöleitrohr 228 wirkt ab« dichtend mit der Auslaßfassung 226 auf der Unterseite der Bodenwand 227 zusammen und verläuft längs der Oberfläche des Mantels 203 nach oben zum Motorblock 213, wo es sich an seinem oberen Ende 229 in die Ablei tkarrmer 220 öffnet.

So tritt, wie beim Ausführungsbeispiel der Abb. 2, das Öl durch die Einlaßfassung 210 in die Filtereinheit ein, ge langt in den Rotor 223 und bei der Abgabe durch die Düsen in die Mantelkarmner 222. Das Öl fließt dann von der Auslaßfas sung 226 durch das Ableitrohr 228 nach oben in die Ableitkarrmer 220, wo es durch die Öffnungen 217 und die äußere Stützscheibe 208 gelangt, um durch die Ableitkanäle 216 zum Motor zurückzufließen.

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Der Mechanismus zur Einführung von Luft in die Mante 1 karrrner 222 ist im wesentlichen derselbe, wie im Ausführungsbeispiel der Abb· 2 geneigt. Ein Schwimmer arm 231 ist im unteren Teil der Mante lkarrmer 222 angebracht und trägt am freien Ende einen Schwirrmer 232. Am anderen Ende des Schwimmerarmes 231 ist ein Ventilelement 234 angebracht, das abdichtenden Kontakt mit dem Ventilsitz 235 herstellen kann, der sich auf der Lufteinlaßfassung 237 befindet. Luft wird durch ein Einlaßrohr 239 über ein Absperrventil 240 zugeführt, welches jeglichen möglichen ölfluß aus dem Lufteinlaßrohr 239 nach außen verhindert*

Es ist selbstverständlich, daß bei dem Filter des Ausführungsbeispiels der Abb. k_t wenn der Filter auf einem Verbrennungsmotor angebracht wird und der Motor abgeschaltet ist, die Tendenz besteht, daß sich die Mante1 kammer 222 mit Öl füllt, da keinerlei Eingangsstrom durch die Einlaßfassung mehr vorhanden ist. Da sich die Ableitkanäle über dem eigentlichen Filter befinden, wäre es eine normale Tendenz, daß ein Teil des Öls unter diesen Umständen in umgekehrter Strömungsrichtung durch das Ableitrohr 22S zurückfließt. Eine solche Wirkung würde jedoch ein Anheben des Schwimmers 232 bewirken, wodurch das Venti1element 23^ vom Ventilsitz 235 weg bewegt wird, und wenn durch das Einlaßrohr 239 noch Luft zugeführt wird, tendiert diese Luft dazu, die Mantelkarmner 222 unter

lcici.tcn Hruck zu setzen, um genügend öl durch das Ableitrohr 22S nach außen abzuleiten, bis das Ventil wieder in seinen Sitz zurückgeht. Wenn andererseits die Luftzufuhr zur selben Zeit unterbrochen wird, besteht in der Karrmer 222 eine Tendenz des Öls, durch die Lufteinlaßfassung 237 nach außen zu fließen, wenn sich der Schwimmer 232 aufgrund des Ölpegels in der Karrtner in angehogener Position befindet. In diesem Fall verhindert das Absperrventil 240 positiv jeden Rückstrom von Öl durch die Lufteinlaßleitung 239, und wenn der Motor wieder gestartet wird und die Luftzufuhr eingeschaltet ist, tritt sofort Luft durch die Einlaßfassung 237 ein, bis die Bedingungen auf die oben beschriebene Weise stabilisiert sind.

Abb. 5 zeigt einen Zentrifugalabscheider, der in vielerlei Hinsicht dem in der Abb* I gezeigten Ausführungsbeispiel entspri cht 4

Der Zentrifugalabscheider 310 hat ein unteres Gehäuseelement 311 und ein oberes Cehäuseelement 312, wobei das letztere in das erstere paßt, wie unter 313 gezeigt wird, und es ist eine Dichtung mit rundem Querschnitt, 315, vorhanden, um ein Austreten von Öl zu vermeiden. Die Gehäuseelemente 311, 312 definieren eine Gehäusekarrmer 318 mit einem Ableitkanal 319, der durch das Element 311 führt. In der Gehäusekarrmer 318 ist

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ein Rotor 320 angebracht, zu dem ein Rotordeckel 324 und ein Element 321 gehören, das eine ha s i s 322 und eine Hohlwelle 323 bildet. Der Rotordeekel 324 hat eine obere Wand 325 und eine nach unten verlaufende periphere Seitenwand 327, die über die Basis 322 paßt, wobei ein runder Dichtungsring 331

I vorhanden ist, um den Austritt von öl aus dem Rotor zu ver-

hindern. Die obere Rotorwand 325 hat acht im gleichen Ab»

ι stand angeordnete» radial verlaufende Vertiefungen, von denen I zwei bei 329 gezeigt werden. Der Rotor wird in seiner ;,. Position durch eine Mutter 328 auf einem mit Schraubenge«·

•f winde versehenen oberen teil der Welle 323 gehalten, ner

■'] Rotor 320 wird drehbar auf einer feststehenden Spindel 334 '■ angebracht, die an ihrem unteren Ende in eine Bohrung 335 in I einem zylindrischen Element 336 eingeschraubt wird, das mit '}■ einer Brücke, die über die Basis des unterer. Gehäuseelementes ; 311 verläuft, ein Ganzes bildet und auf dieser nach oben vor

steht. Am oberen Ende ist die Spindel 334 mit einem Schraubengewinde versehen und führt durch eine Öffnung 337 im

'j, oberen Gehäuseelement 312. In der Öffnung 337 ist eine Kapsel

^:l mutter 338 angebracht, die von einem Sprengring 339 in einem

Ringnut am unteren Ende und einer zwischengefügten Unterlegscheibe 340 gehalten wird. Die Mutter 338 hält die Gehäuseelemente 311, 312 zusammen, und das Gehausee lernent kann einfach durch Abschrauben der Mutter 338 von der Spindel 334

entfernt werden. Un ein Anziehen von Hand und die Entfernung ohne Schlüssel zu ermöglichen, kann in die Mutter 338 ein Stab 3*1 einbezogen werden. Die Spindel 33* hat einen unteren Zapfenteil 3*5, auf dem eine Lagerbuchse 3*7 drehbar befestigt ist, die in eine Gegenbohrung 3*8 in der Welle 323 eingepaßt ist. Hie Buchse 3*7 geht von der Gegenbohrung 3*8 aus und bildet ein Län.gslager. Die Spindel hat auch einen oberen Zapfenteil 352, auf dem eine geflanschte Lagerbuchse 35*, die in die Welle 323 eingepaßt ist, drehbar befestigt ist. In der Praxis ist der Durchmesser des unteren Zapfenteils 3*5 etwas größer als der Durchmesser des oberen Zapfenteils 352, so daß, wenn der Rotor 320 mit unter Druck stehendem öl gespeist wird, die Tendenz besteht, daß der Rotor 320 angehoben wird, um die Reibung am Längslager 3*9 zu verringern. Der Flansch an der Buchse 35* dient zur Verringerung der Reibung, wenn der Rotor 320 so stark angehoben wird, um gegen die Mutter 338 zu stoßen.

Die Spindel 33* hat eine Bohrung 359 mit gleichmäßigem Durchmesser, die mit der Bohrung 335 im Zylinderelement 336 in Verbindung steht, öl wird unter Druck von einer Radialbohrung 362 im Brückenelement im unteren Gehäuseelement 311 der Bohrung 335 zugeführt. Die Spindel hat ein Paar radial gegenüberliegender Öffnungen 363 am oberen Ende, durch welche Öl in den runden Raum 36* zwischen der Spindel 33* und der

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Welle 323 fließt. Das Öl fließt dann vom Raum 36* in den Rotor 320 über ein Paar von radial gegenüberliegender Öffnungen 365 in der Welle 323. Eine Ablenkschale 367 im Rotordeckel 32* lenkt das Öl zum oberen Teil des Rotors 320 durch die Räume (nicht gezeigt) zwischen den Vertiefungen 329. Tin perforiertes Meta 11rundsieb 371 verläuft koaxial zur Welle 323 und ist an seinem oberen Ende mit der Schale 367 und an seinem unteren Ende mit einem kegelförmigen Leitelement 373, wie der Schale 367, verschweißt, so daß die Schale 367, das Sieb 371 und das Leitelement 373 eine Einheit bilden, die auf dem Rotorelement 321 in Position gebracht werden kann. Das Leitelement 373 verläuft nach unten und außen und paßt in eine Ringnut 37k in der Rotorbasis 322. Wenn die Rotorkammer 369 voller Öl ist, bewirkt der Druck des nach innen fließenden Ö!s, daß Öl durch das Sieb 371 radial nach innen, unter das Leitelement 373 und in ein Paar von senkrechten Kanälen 376 gelangt, die in der Rotorbasis 322 gebildet werden. Diese Kanäle 376 enden an ihren unteren Enden in tangential verlaufenden Düsenöffnungen 378, die die Rotatio" des Rotors wie im Ausführungsbeispiel der Abb. I bewirken.

Um Luft in die Gehäusekarrmer 318 einzulassen, ist ein Reglergehäuse 395 mit einer Bodenwand 396 und Seitenwändcn 397 vorgesehen, welche eine Kanrmer 399 definieren. Das tfeglergahäuse 395 bildet eine Bei es t i gungsk 1 arrmer für den Abscheider

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310, der daran mit Bolzen (nicht gezeigt) mit einer zwischengefügten Dichtung *03 befestigt wird.

In der Bodenwand 396 des Reglergehäuses ist eine Ableitöffnung 408 vorhanden, die mit einer Rückleitung zur Motorölwane verbunden ist. Zum Gehäuse 395 gehört auch ein Lufteir.-laß 411, der mit einer Luftleitung verbunden ist. Über dem Einlaß 411 befindet sich eine Gewindebohrung 412 mit reduziertem Durchmesser, in der ein Reifenventil 413 mit verstehendem Schaft 414 angebracht ist. Ein gleiches, aber umgekehrte; Ventil 415 wird in der Bohrung 412 zwichen dem Einlaß 411 und dem Ventil 413 angebracht, um als Absperrventil zu dienen und zu gewährleisten, daß kein Öl in die Luftleitung gelangt.

In. der Kammer 399 ist ein Scrwirrmerarm 421 angebracht, der von einem Orehbolzen 422 getragen wird, der im Reg 1ergehäu-

f: se neben dem Ventilschaft 414 befestigt v/ird. Der Schwimmer-

arm 421 trägt an einem Ende einen Höh 1 schwinrmer 424 und am anderen Ende 426 ist er so ausgeführt, daß er den Ventil-

schaft 414 niederdrückt, wenn, das Öl in der Karrmer 399 über

f einen festgelegten Pegel ansteigt. Der Bolzen 422 wird von

eine»·· Paar Wi nke 1 k 1 arrmern 427 getragen, die am Gehäuse verschraubt werben.

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Der Zentrifugalabscheider und der dazugehörende Regler, die in der Abb. 5 gezeigt werden, arbeiten im wesentlichen auf dieselbe Art und Weise wie das Ausführungsbeispiel der Abb. 1.

Der in der Abb. 5 gezeigte Zentrifugalabscheider wird normalerweise senkrecht montiert, eine leichte Neigung ist jedoch zulässig. Im Gegensatz zu dem in der Abb. 1 gezeigten Abscheider wurde festgestellt, daß die Verwendung einer feststehenden Spindel die Lagerausrichtung erleichtert und daher eine zuverlässig hohe Rotorgeschwindigkeit ermöglicht.

Auf Wunsch können elektrische oder andere Pege1 detektoren anstelle des Schwimmers verwendet werden. Das kann dann wünschenswert sein, wenn das Luftventil von der ölableitung entfernt sein muß. In seiner Wirkung hält das Luftventil einen konstanten niedrigen Luftdruck im Abscheidergehäuse aufrecht, und es ist ein überraschendes Merkmal der Erfindung, daß dieser Luftdruck die Ableitung wesentlich erleichtert, ohne daß das Mitreißen von Luft im Öl (was zu einer unerwünschten Schaumbildung in der Wanne führen könnte) faktisch zunimmt. Tatsächlich erfolgt die Ableitung im allgemeinen auf natürliche Weise mit einem Wirbel; der Luftdruck, mit dem gearbeitet wird, reicht normalerweise nicht aus, das öl aus dem

Gehäuse zu blasen (ausgenommen das Ausführungsbeispiel der Abb· U). In bestimmten Fällen könnte eine sorgfältig regulierte, konstante Druckluftzufuhr direkt mit dem Absehe !eiergehäuse verbunden werden, ohne ein schwimmerbetätigtes Luftventil dazwischen zu schalten, aber es müßten Vorkehrungen getroffen werden, den Eintritt von Luft in die Wanne zu verhindern, wenn der Motor gestoppt wird und das öl nicht zirkui iert*

Claims

Patentanwälte Stemsdoifetr. 21-22 · D-8000 München 22 · TeL 089 / 22 94 41 · Telex: 5 22208 TELEFAX: GR3 89/2716063 GR3 + RAPIFAX + RICOH 89/2720480 GRJ + INFOTEC 6000 89/2720481 10818 - N/Li AE PLC x-En gj_and F lü£££gk e j^d u rc J2Ze ri tr ifug^e re η Schutzansprüche:

1. Zentrifugen-Ölreinigungseinrichtung, gekennzeichnet durch ein Behältnis, das eine Kammer umgrenzt, einen Rotor in dem Behältnis, Einlaßkanäle zum Einbringen von zu reinigendem Öl unter Druck in das Innere des Rotors, Düsen zum Austritt des Öls aus dem Rotor in die Karmner und zum Hervorbringen der Rotordrehung infolge Gegenwirkung, einen Ol aus IaIJ für die Dränage des Öls aus der Kam-

"1 2 -

mer heraus sowie eine mit der Keimner verbundene Zuleitung für von unter Druck befindliche Luft.

2. Einrichtung nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet , daß die Zuleitung für die Druckluft ein Ventil aufweist.

3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil ein Schwimmerventil ist.

4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß das Schwirrmer vent i 1 einen Schwirrmer enthält, der an einem beweglich montierten Schwimmerarm befestigt ist.

5. Einrichtung nach Anspruch k, dadurch gekennzeichnet , daß der Schwirrmer in einer zweiten Karrmer angeordnet ist, die sich unterhalb der ersten Karrmer befindetj und der Ölauslaß in der zweiten Kammer vorgesehen ist .

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6. Einrichtung nach Anspruch k, dadurch Rekennzeichnet , daß der Schwimmer in der Kammer angeordnet 1st.

7. Einrichtung nach Anspruch 1 als Filter für eine Maschine mit öl unter Druck fördernder Ölpumpe und Pumpensumpf, dadurch gekennzeichnet, daß das Filter ent· hältt einen Behälter, der eine Kammer umgrenzt, eine Dränage· leitung zwischen der Kantner und dem Pumpensumpf, eine Öldruck" leitung, die ölpumpe und Behälter verbindet, einen im Behälter angeordneten Rotor mit Einlassen für Öl unter Druck aus der Druckleitung in dessen Inneres, wobei der Rotor Düsen enthält für den Austritt von Öl in die Kammer und zum HervorbrIngen der Rotordrehung durch Gegenwirkung sowie Lufteinlässe zum Einbringen von Luft unter Druck in die Karrmer.

8. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet , daß die Lufteinlässe ein Schwimmerteil enthalten, das beweglich im Hinblick auf den Ölspiegel in der Karrmer ist, und ein Ventil fur Druckluft, das vermittels dieses Schwimmers arbeitet.

9. Einrichtung nach Anspruch 7 für eine innere Verbrennungsmaschine mit öl unter Druck fördernder Ölpumpe und Pumpensumpf, dadurch gekennzeichnet« daß das Filter enthält! einen Behälter, der eine Kammer umgrenzt, eine Dränageleitung zwischen der Karrrner und dem Pumpensumpf, eine Öldruckleitung, die ölpumpe und Behälter verbindet, einen im Behälter angeordneten Rotor mit Einlassen für öl unter Druck aus der Druckleitung in dessen inneres, wobei der Rotor Düsen enthält für den Austritt von Öl in die Karrmer und zum Hervorbringen der Rotordrehung durch Gegenwirkung und mit Schwimmer arbeitende Lufteinlaßventile in der Kammer«

10. Einrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Filterbehältnis auf der Maschine befestigt ist.

11. Einrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß ein angeschraubter Fitting den Behälter und die Öldruckleitung, die durch den Fitting führt, miteinander verbindet.

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12. Einrichtung nach Anspruch 11, dadurch durch gekennzeichnet, daß auch die Dränage leitung erfaßt ist.

13. Einrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß zu den mit Schwimmer arbeitenden Ventilelementen ein Schwimmerarm gehört, der Schwimmer an einem Ende des Schwimmer armes befestigt ist und ein Ventilteil aui dem Sehwirrmerarm angebracht ist.

14. Einrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Vent Ute 11 mit dem Ventilsitz auf dem Behalter zusammenwirkt und der Ventilsitz durch einen mit einem Druckluftspeicher verbundenen Pitting getragen wird.

15. Einrichtung nach Punkt 14, dadurch gekennzeichnet , daß der Schwimmerarm flexibel ist und das andere Ende des Schwimmerarmes am Behälter befestigt ist.