EP1011868A1 - Rotor, insbesondere zum einbau in das gehäuse einer freistrahlzentrifuge - Google Patents

Rotor, insbesondere zum einbau in das gehäuse einer freistrahlzentrifuge

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EP1011868A1
EP1011868A1 EP98919273A EP98919273A EP1011868A1 EP 1011868 A1 EP1011868 A1 EP 1011868A1 EP 98919273 A EP98919273 A EP 98919273A EP 98919273 A EP98919273 A EP 98919273A EP 1011868 A1 EP1011868 A1 EP 1011868A1
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EP
European Patent Office
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rotor
centrifuge
rotor according
axis
base
Prior art date
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Application number
EP98919273A
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English (en)
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EP1011868B1 (de
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Peter Frehland
Helmut Fischer
Martin Weindorf
Olaf Weber
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mann and Hummel GmbH
Original Assignee
Filterwerk Mann and Hummel GmbH
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Filing date
Publication date
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Publication of EP1011868A1 publication Critical patent/EP1011868A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP1011868B1 publication Critical patent/EP1011868B1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B04—CENTRIFUGAL APPARATUS OR MACHINES FOR CARRYING-OUT PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES
    • B04B—CENTRIFUGES
    • B04B5/00—Other centrifuges
    • B04B5/005—Centrifugal separators or filters for fluid circulation systems, e.g. for lubricant oil circulation systems
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B04—CENTRIFUGAL APPARATUS OR MACHINES FOR CARRYING-OUT PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES
    • B04B—CENTRIFUGES
    • B04B5/00—Other centrifuges
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01M—LUBRICATING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; LUBRICATING INTERNAL COMBUSTION ENGINES; CRANKCASE VENTILATING
    • F01M1/00—Pressure lubrication
    • F01M1/10—Lubricating systems characterised by the provision therein of lubricant venting or purifying means, e.g. of filters
    • F01M2001/1028—Lubricating systems characterised by the provision therein of lubricant venting or purifying means, e.g. of filters characterised by the type of purification
    • F01M2001/1035—Lubricating systems characterised by the provision therein of lubricant venting or purifying means, e.g. of filters characterised by the type of purification comprising centrifugal filters
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01M—LUBRICATING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; LUBRICATING INTERNAL COMBUSTION ENGINES; CRANKCASE VENTILATING
    • F01M13/00—Crankcase ventilating or breathing
    • F01M13/04—Crankcase ventilating or breathing having means for purifying air before leaving crankcase, e.g. removing oil
    • F01M2013/0422—Separating oil and gas with a centrifuge device

Definitions

  • the invention relates to a rotor which is particularly suitable for installing the housing of a free jet centrifuge.
  • Such rotors are e.g. B. is known from DE OS 1 532 699.
  • a rotor for a centrifugal cleaning device with a hollow hub, via which the liquid to be cleaned is supplied with inlet openings which are connected to the interior of a rotor chamber, the liquid being from one end of the interior of the rotor chamber escapes via one or more reaction nozzles which are arranged in such a way that the rotor is set in rotation, the interior of the rotor being divided into two chambers by an annular partition wall, namely into a relatively large inlet chamber, with which the inlet openings communicate and a relatively small outlet chamber to which the nozzles are connected, and the inlet chamber and the outlet chamber being connected to one another by an overflow channel which encloses the hollow hub at a small distance.
  • Such a device is heavy and expensive to manufacture.
  • a rotor for a laboratory centrifuge which has several plastic injection molded parts, and which has a symmetry to a vertical axis, which simultaneously forms the axis of rotation, in such a way that it is circumferentially aligned in several in its construction identical sectors is subdivided, the sectors having a plurality of radial and circumferential webs and surface parts, which has a plurality of receptacles for sample tubes which run radially and at an angle to the axis of rotation.
  • Such a device is not suitable for use as a flow-through centrifuge.
  • EP A2 608 519 Also known from EP A2 608 519 is a rotor which contains a pliable plastic container for receiving red blood cells, which has a metal rotor housing receptacle which absorbs the static forces.
  • the main focus is on creating a removable, biocompatible container for holding human secretions to be centrifuged, in particular, for. B. the separation of red blood cells and plasma, the separated blood cells are then removed and cleaned.
  • This device has a very limited field of application with regard to the media to be centrifuged.
  • a disadvantage of the known devices of the type mentioned at the outset is that they are heavy, expensive and unsuitable for high throughput rates and cannot be used for cleaning, for example, an engine oil flow with the correspondingly high temperatures.
  • the object is achieved by a rotor with at least one inlet and at least one outlet for the medium to be centrifuged, the rotor having at least one bearing point for receiving a bearing element and consisting essentially of self-supporting plastic.
  • the rotor is normally installed in a housing of a free jet centrifuge intended for this purpose. But it is e.g. B direct installation into the oil sump of an internal combustion engine is also conceivable. A weight reduction effect can be achieved by using plastic. In addition, the use of e.g. B. injection molded parts also have a significant cost advantage. Plastics of today's provenance have made them suitable for everyday use. They are able to endure high temperatures of up to around 140 ° C., as is the case, for example, with motor oil, especially in extreme operating conditions of the corresponding internal combustion engine, in which such a centrifuge can be used.
  • plastic as a material offers another significant advantage. This makes it possible to provide guide elements inside the rotor from an economically justifiable point of view.
  • the medium to be centrifuged is forcedly guided depending on the rotor speed makes it possible to set a defined separation limit with regard to the particles to be separated.
  • this version is not so economical to manufacture.
  • outlets in the rotor designed as nozzles ensure an outflow of the fluid in the tangential direction with respect to the axis of rotation of the centrifuge.
  • the outlets can be directed downward, whereby a force component counteracts gravity on the rotor, which relieves the bearings of the rotor.
  • An advantageous development of the invention provides that the distance of the outlet from the axis of rotation is greater than the outer radius of the rotor. In this way it is ensured on the one hand that the exit medium from the Nozzle can actually emerge tangentially, which is an increase in performance compared to the prior art, on the other hand, the startup behavior is positively influenced and the operating speed is much more stable.
  • stiffening elements are attached in the interior or on the outer wall of the rotor in the direction of the main stress axes. This counteracts the flow behavior of the plastic.
  • the guide elements installed in the interior of the rotor also take on the function of stiffening.
  • a sensible embodiment of the invention provides a ball bearing at least at one of the two bearing points of the rotor.
  • the startup behavior of the turbine can be improved by this measure.
  • the ball bearing can absorb the axial forces of the rotor, which fluctuate depending on the operating state of the centrifuges.
  • the rotor housing has a centrifuge shaft as the bearing element.
  • a shaft made of steel for example, a very precise-acting bearing is possible in connection with a centrifuge axis located in the housing and the corresponding bearings, so that the centrifuge can be used as a main flow centrifuge without an upstream or downstream oil filter.
  • the rotor pot and the rotor base can advantageously be connected to one another by a snap connection. This simplifies assembly. Another possibility is to weld the rotor pot and rotor base.
  • the vibration welding method is particularly suitable for this, but it is also e.g. the rotary welding process is conceivable.
  • an impulse channel is provided in the motor base, which forms a connection between the rotor interior and the nozzle-shaped outlet.
  • Figure 1 shows the side view of a free jet centrifuge
  • FIG. 2 shows the cross section of the rotor
  • FIG. 3 shows the section through a free jet centrifuge in the design with an all-plastic rotor along the central axis of the centrifuge
  • FIG. 4 shows the view of the rotor base of a rotor according to FIG. 3.
  • the rotor 1 shown in FIG. 1 has an inlet 3 and an outlet 4.
  • the rotor housing has two bearing points 5.
  • Guide elements 7, which are not shown in FIG. 1, are located within the rotor. These guide elements run radially with respect to the axis of rotation from an inner wall 38 to an outer wall 39 of the rotor.
  • the rotor interior 8 is divided into different areas 9 by these guide elements.
  • the actual rotor consists of a rotor base 10 and a rotor pot 11.
  • the rotor is constructed rotationally symmetrically with respect to the axis of rotation 13. To increase the strength of the plastic rotor, this has stiffening elements 14.
  • the guide elements 7 also take on a supporting function for the rotor pot 11.
  • the stiffening elements have the shape of cooling fins on the outer circumference of the rotor housing and, in the case of an injection molding construction, must not exceed a certain wall thickness (here: 3-4 mm).
  • the rotor 1 is accommodated in a housing 15, which in turn consists of an upper housing part 16 and a lower housing part 25.
  • the centrifuge has an inlet 17 through which the medium to be centrifuged, in particular oil from an internal combustion engine, which is not shown here, get into the rotor chamber 8 in such a way that these media to be centrifuged reach inside the centrifuge shaft 19 or the centrifuge axis 20 up to the corresponding passage openings 6.
  • the medium passes via the channel 34 directly to the inlet 3 of the rotor 1 and above it directly into the rotor interior 8.
  • the medium is guided along the guide elements 7 until it then past the intermediate floor 26 via the path the outlet 4 of the rotor reaches the outlet 18 of the centrifuge, from where it is fed back to the lubricating oil circuit of the internal combustion engine, not shown.
  • the rotor 1 is mounted in the centrifuge in cooperation with the centrifuge axis 20 and the bearings 23 and the washer 27, the centrifuge axis being connected to the upper housing part 16 in a torsionally rigid manner by means of a cone bracing by means of a nut 22 in cooperation with a centering bushing 21.
  • Bearing bushes 23 are arranged between the centrifuge axis 20 and the hollow centrifuge shaft 19.
  • the centrifuge shaft 19 carries the rotor cup 11 and the rotor base 10, these being braced centered on a conical receptacle of the hollow shaft by a washer 27 and a nut 29.
  • Seals 24 are located between the centrifuge shaft 19 and the rotor housing to prevent leakage losses.
  • a seal 28 compensates for unavoidable tolerances and settlements in the cone clamping of the Rotor housing and ensures that there are no undesirable short circuits between the rotor base 10 and the rotor cup 11.
  • the seal 30 prevents the medium to be centrifuged from passing through an undesired short circuit past the rotor directly to the outlet 18 of the centrifuge.
  • a press-in bushing 31 represents the second bearing receptacle for the centrifuge axis 20, which takes effect after assembly of the lower housing part 25 with its corresponding upper part 16.
  • FIG. 2 shows a section through the rotor 1, in which the rotationally symmetrical structure of the rotor housing 2 with respect to the axis of rotation 13 becomes clear.
  • the rotor 3 shows a rotor made entirely of plastic.
  • the rotor 1 is constructed in three parts, it consists of the rotor pot 11 into which the guide elements 7 and the inner wall 38 are integrated, and the rotor base 10.
  • a pulse channel 40 is embedded in the rotor base, which through a channel cover 36 forms a hollow cross section is closed.
  • the impulse channel ensures the conduction of the medium from the rotor interior 8 to the nozzle-shaped outlets and thereby prevents the flow conditions at the outlet from washing out the resulting centrifuge cake.
  • the channel cover can e.g. B vibration welded to the rotor base.
  • the rotor has two bearing journals 32, 33 for receiving the bearings.
  • the bearing journal 32 is closed, so that an oil short circuit is prevented.
  • the rotor can thus be mounted in a ball bearing 34 in the upper part of the housing.
  • the bearing journal 33 is open, which creates a connection between the inlet 17 in the housing and the inlet 3 in the rotor. The flow of the medium through the centrifuge can thus be carried out in the manner described in connection with FIG. 1.
  • the bearing engaging on the journal 33 consists of a captive slide bearing 35.
  • This slide bearing consists of a press-in bushing 2, which is preferably made of bronze, and a sliding bushing 12, which is preferably made of steel.
  • the sliding bush has a shoulder 41 which prevents it from slipping out of the press-in bush 2 in the event of a rotor change.
  • the upper housing part 16 is preferably made of plastic and is screwed into the lower housing part made of aluminum, sealing means 42 being used.
  • the connection between the rotor pot 11 and the rotor base 10 is designed as a snap connection 37 in this exemplary embodiment. Sealants 42 can also be used here. Alternatively, the snap connection can have a self-sealing geometry. In the event that a welded connection is provided for the connection between the rotor pot base, the sealing means are also dispensed with.
  • the central joint bottom 10 is shown in the embodiment with a snap connection 37.
  • the structure that forms the impulse channel 40 in the rotor base This is shown in the state prior to the application of the channel cover 36. At the ends of this structure, the outlets acting as nozzles can be seen.

Landscapes

  • Centrifugal Separators (AREA)
  • Lubrication Details And Ventilation Of Internal Combustion Engines (AREA)

Abstract

Rotor (1), insbesondere zum Einbau in das Gehäuse einer Freistrahlzentrifuge, wobei diese mit wenigstens einem Einlass (3) und wenigstens einem Auslass (4) ausgestattet ist, wobei die Auslässe als Düse ausgeführt sind, deren Öffnungen bezogen auf eine Rotationsache (13) zumindest im wesentlichen tangential ausgerichtet sind, und wobei Aufnahmen für Mittel zur drehbaren Lagerung des Rotors wenigstens ein Leitelement (7) aufweist, welches sich von einer inneren Wand (38) zu einer äusseren Wand (39) eines Rotorinnenraumes (8) erstreckt.

Description

ROTOR, INSBESONDERE ZUM EINBAU IN DAS GEHÄUSE EINER FREISTRAHLZENTRIFUGE
Die Erfindung betrifft einen Rotor, der insbesondere zum Einbauen das Gehäuse einer Freistrahlzentrifuge geeignet ist.
Derartige Rotoren sind z. B. bekannt aus der DE OS 1 532 699. Dort wird ein Läufer für eine Zentrifugal-Reinigungsvorrichtung mit einer hohlen Nabe beschrieben, über die die zu reinigende Flüssigkeit Einlaßöffnungen zugeführt wird, die mit dem Inneren einer Läuferkammer in Verbindung stehen, wobei die Flüssigkeit von einem Ende des Innenraums der Läuferkammer aus über eine oder mehrere Reaktionsdüsen entweicht, die so angeordnet sind, daß der Läufer in Drehung versetzt wird, wobei das Innere des Läufers durch eine ringförmige Trennwand in zwei Kammern unterteilt ist, und zwar in eine relativ große Einlaßkammer, mit der die Einlaßöffnungen in Verbindung stehen sowie eine relativ kleine Auslaßkammer, an die sich die Düsen anschließen, und wobei die Einlaßkammer und die Auslaßkammer durch einen Überströmkanal miteinander verbunden sind, der die hohle Nabe in einem kleinen Abstand umschließt. Eine solche Vorrichtung verfügt über ein hohes Gewicht und ist teuer in der Herstellung.
Weiter ist aus der DE PS 4014440 ein Rotor für eine Laboratoriums-Zentrifuge bekannt, der mehrere Kunststoffspritzteile aufweist, und der zu einer vertikalen Achse, die gleichzeitig die Drehachse bildet, eine Symmetrie in der Art aufweist, daß er in Umfangsrichtung in mehrere in ihrem Aufbau identische Sektoren unterteilt ist, wobei die Sektoren mehrere radiale und in Umfangsrichtung verlaufende Stege und Flächenteile aufweisen, der mehrere mit ihrer Achse zu der Drehachse radial und unter einem Winkel verlaufende Aufnahmen für Probenröhrchen besitzt. Eine derartige Vorrichtung eignet sich nicht zum Einsatz als Durchströmzentrifuge. Ebenfalls ist aus der EP A2 608 519 ein Rotor bekannt, der ein biegeschlaffes Kunsstoffbehältnis zur Aufnahme von roten Blutkörperchen enthält, das von einer Rotorgehäuseaufnahme aus Metall, die die statischen Kräfte aufnimmt. Bei dieser Ausführung liegt das Hauptgewicht auf der Schaffung eines entfernbaren, biokompatiblen Behältnisses zur Aufnahme von zu zentrifugierenden Humansekreten, insbesondere z. B. der Trennung von roten Blutkörperchen und Plasma, wobei die abgeschiedenen Blutkörperchen anschließend entfernt und gereinigt werden. Diese Vorrichtung verfügt über einen stark eingeschränkten Anwendungsbereich bezüglich der zu zentrifugierenden Medien.
Nachteilig an den bekannten Vorrichtungen der eingangs genannten Art ist, daß diese schwer, teuer und für hohe Mengendurchsatzraten ungeeignet sind und nicht für die Reinigung von zum Beispiel eines Motorölstromes mit den entsprechend hohen Temperaturen verwendbar sind.
Es ist somit Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, daß ein Rotor geschaffen wird, der sicher und zuverlässig im Betrieb, insbesondere hinsichtlich Durchsatzmenge und Trenngrenze ist, wobei ein Aspekt der am Lebenszeitende folgenden einfachen Entsorgung Beachtung findet.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch einen Rotor, mit wenigstens einem Ein- und wenigstens einem Auslaß für das zu zentrifugierende Medium gelöst, wobei der Rotor wenigstens eine Lagerstelle zur Aufnahme eines Lagerelements aufweist und im wesentlichen aus selbsttragendem Kunststoff besteht.
Normalerweise wird der Rotor in ein dafür vorgesehenes Gehäuse einer Freistrahlzentrifuge eingebaut. Es ist aber z. B genauso der direkte Einbau in die Ölsammelwanne eines Verbrennungsmotors denkbar. Durch die Verwendung von Kunststoff läßt sich ein Gewichtsreduzierungseffekt erzielen. Zusätzlich bietet die Verwendung von z. B. Spritzgießteilen ebenfalls einen erheblichen Kosten vorteil. Kunststoffe heutiger Provenienz haben ihre Alltagstauglichkeit erbracht. Sie sind in der Lage hohe Temperaturen bis um etwa 140 °C zu ertragen, wie dies beispielsweise bei Motorenöl, insbesondere in extremen Betriebszuständen der entsprechenden Verbrennungskraftmaschine, in der eine solche Zentrifuge zum Einsatz kommen kann, der Fall ist.
Die Verwendung von Kunststoff als Werksstoff bietet aber eine weiteren wesentlichen Vorteil. Es wird dadurch möglich Leitelemente im Inneren des Rotors unter wirtschaftlich vertretbaren Gesichtspunkten vorzusehen.
Durch die Erstreckung der Leitelemente von der innenliegenden Hohlnabe bis zur Außenwandung des Rotors einerseits und der Erstreckung des Leitelements von der dem Rotorboden abgewandten Seite des Rotortopfs bis hin zum Rotorboden im Inneren des Rotorgehäuses erfährt das zu zentrifugierende Medium eine zwangsweise Führung, die in Abhängigkeit der Rotordrehzahl ermöglicht, eine definierte Trenngrenze bezüglich der abzuscheidenden Partikel einzustellen. Es ist grundsätzlich auch möglich, Leitelemente in Blechrotoren vorzusehen. Diese Version ist jedoch nicht so wirtschaftlich in der Herstellung.
Die als Düsen ausgebildeten Ausläse im Rotor gewährleisten einer Ausströmung des Fluids in tangenzialler Richtung bezüglich der Rotationsachse der Zentrifuge. Die Ausläse können jedoch nach unten gerichtet sein, wobei eine der Schwerkraft entgegenwirkende Kraftkomponente am Rotor entsteht, die die Lagerungen des Rotors entlasten.
Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, daß der Abstand des Auslasses zur Rotationsachse größer ist als der Außenradius des Rotors. Auf diese Weise wird zum einen sichergestellt, daß das Austrittsmedium aus der Düse tatsächlich tangential austreten kann, was im Vergleich zum Stand der Technik eine Leistungssteigerung darstellt, zum anderen wird das Hochlaufverhalten positiv beeinflußt und die Betriebsdrehzahl ist wesentlich stabiler.
Weiter kann man erfindungsgemäß vorsehen, daß im Innenraum oder auf der Außenwand des Rotors in Richtung der Hauptspannungsachsen Versteifungselemente angebracht sind. Hiermit wird dem Fließverhalten des Kunststoffs entgegengewirkt. Die im Innenraum des Rotors angebrachten Leitelemente übernehmen ebenfalls die Funktion einer Versteifung.
Bei einem eventuellen Einsatz als Hauptstromzentrifuge erweist es sich als vorteilhaft, insbesondere in niedrigen Drehzahlbereichen den Rotor zwangsweise mit einem Fremdantrieb zu unterstützen, um die gewünschte Grenzpartikelgröße zu garantieren, die wiederum direkt von der Drehzahl des Rotors abhängig ist. Eine stabile und kriechfeste Lagerung erweist sich hier als vorteilhaft.
Eine sinnvolle Ausgestaltung der Erfindung sieht zumindest an einer der beiden Lagerstellen des Rotors ein Kugellager vor. Durch diese Maßnahme kann das Hochlaufverhalten der Turbine verbessert werden. Außerdem kann das Kugellager die in Abhängigkeit vom Betriebszustand der Zentrifugen schwankenden achsialkäfte des Rotors aufnehmen.
In einer anderen vorteilhaften Weiterbildung ist vorgesehen, daß das Rotorgehäuse als Lagerelement eine Zentrifugenwelle aufweist. Durch die Verwendung einer z.B. aus Stahl bestehenden Welle ist eine sehr präzise wirkende Lagerung in Verbindung mit einer im Gehäuse befindlichen Zentrifugenachse und den entsprechenden Lagern möglich, so daß der Einsatz der Zentrifuge als Hauptstromzentrifuge ohne vor- oder nachgeschalteten Ölfilter denkbar ist. Es ist vorteilhaft den Rotor komplett aus Kunststoff herzustellen. Diese läßt sich insbesondere dadurch realisieren , daß die Aufnahmen für die Lagerung in Form von Lagerzapfen an den Rotor angegossen werden. Dies hat den positiven Effekt , daß die Teilzahl der Zentrifuge reduziert wird und der Rotor als Austauschteil thermisch entsorgt werden kann.
Rotortopf und Rotorboden können vorteilhafterweise durch Schnappverbindung miteinander verbunden sein. Dadurch wird eine Vereinfachung der Montage erzielt. Eine andere Möglichkeit besteht drin Rotortopf und Rotorboden zu verschweißen. Hier für eignet sich insbesondere das Vibrationsschweiß- Verfahren, es ist aber auch z.B. das Rotatiosschweißverfahren denkbar.
in einer weiteren Variante der Erfindung wird ein Impulskanal im Motorboden vorgesehen der eine Verbindung zwischen dem Rotorinnenraum und dem Düsenförmigen Auslas bildet. Dadurch kann die sonst übliche Trennwand in der Zentrifuge entfallen, was einen Kapazitätsgewinn bezüglich des zur Verfügung stehenden Raums für die Sedimentation zur Folge hat.
Diese und weitere Merkmale von bevorzugten Weiterbildungen der Erfindung gehen außer aus den Ansprüchen auch aus der Beschreibung und den Zeichnungen hervor, wobei die einzelnen Merkmale jeweils für sich allein oder zu mehreren in Form von Unterkombinationen bei der Ausführungsform der Erfindung und auf anderen Gebieten verwirklicht sein und vorteilhafte sowie für sich schutzfähige Ausführungen darstellen können, für die hier Schutz beansprucht wird.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigen:
Figur 1 die Seitenansicht einer Freitrahlzentrifuge, wobei eine
Halbseite entlang der Mittleachse der Zentrifuge geschnitten estellt ist,
Figur 2 den Querschnitt des Rotors,
Figur 3 den Schnitt durch eine Freistrahlzentrifuge in der Bauform mit Vollkunststoffrotor entlang der Mittelachse der Zentrifuge
Figur 4 die Sicht auf den Rotorboden eines Rotors gemäß Figur 3.
Der in Figur 1 dargestellte Rotor 1 verfügt über einen Einlaß 3 und einen Auslaß 4. Das Rotorgehäuse weist zwei Lagerstellen 5 auf. Innerhalb des Rotors befinden sich Leitelemente 7, die in der Figur 1 nicht dargestellt sind. Diese Leitelemente verlaufen bezogen auf die Rotationsachse radial von einer inneren Wand 38 zu einer äußeren Wand 39 des Rotors. Durch diese Leitelemente wird der Rotorinnenraum 8 in verschiedene Bereiche 9 unterteilt. Der eigentliche Rotor besteht aus einem Rotorboden 10 und einem Rotortopf 11. Der Rotor ist bezüglich der Rotationsachse 13 rotationssymmetrisch aufgebaut. Zur Erhöhung der Festigkeit des Kunststoff rotors weist dieser Versteifungselemente 14 auf. Selbstverständlich übernehmen auch die Leitelemente 7 Stützfunktion für den Rotortopf 11. Die Versteifungselemente haben am äußeren Umfang des Rotorgehäuses die Form von Kühlrippen und dürfen im Falle einer Spritzgießkonstruktion eine gewisse Wandstärke (hier: 3- 4 mm) nicht überschreiten. Der Rotor 1 ist in einem Gehäuse 15 untergebracht, das seinerseits aus einem Gehäuseoberteil 16 und einem Gehäuseunterteil 25 besteht. Die Zentrifuge verfügt über einen Einlaß 17, über den da zu zentrifugierende Medium, insbesondere Öl einer Verbrennungskraftmaschine, das hier nicht dargestellt ist, in den Rotorraum 8 in der Weise gelangen, daß diese zu zentrifugierenden Medien im Innern der Zentrifugenwelle 19, bzw. der Zentrifugenachse 20 bis zu den korrespondierenden Durchlaßöffnungen 6 gelangen. Von den Durchlaßöffnungen 6 aus gelangt das Medium über den Kanal 34 direkt zum Einlaß 3 des Rotors 1 und darüber direkt in den Rotorinnenraum 8. Im Innern des Rotors wird das Medium an den Leitelementen 7 entlanggeleitet, bis es dann vorbei am Zwischenboden 26 den Weg über den Auslaß 4 des Rotors hin zum Auslaß 18 der Zentrifuge gelangt, von wo aus es wieder dem Schmierölkreislauf der nicht dargestellten Verbrennungskraftmaschine zugeführt wird.
Während das Medium den oben beschriebenen Weg durch den Zentrifugenrotor zurücklegt, werden Verunreinigung im 01 an der äußeren wand 39 des Rotors abgeschieden. Hier baut sich mit der Zeit ein nicht dargestellter Zentrifugenkuchen auf. Bei einer bestimmten Grenzbeladung des Rotors muß diese entweder ausgewechselt oder gereinigt werden.
Die Lagerung des Rotors 1 in der Zentrifuge geschieht im Zusammenspiel mit der Zentrifugenachse 20 und den Lagern 23 sowie der Unterlegscheibe 27, wobei die Zentrifugenachse über eine Konusverspannung mittels Mutter 22 im Zusammenspiel mit einer Zentrierbuchse 21 mit dem Gehäuseoberteil 16 drehsteif verbunden ist.
Lagerbuchsen 23 sind zwischen der Zentrifugenachse 20 und der hohlen Zentrifugenwelle 19 angeordnet. Die Zentrifugenwelle 19 trägt den Rotortopf 1 1 sowie den Rotorboden 10, wobei diese durch eine Unterlegscheibe 27 und einer Mutter 29 auf einer konischen Aufnahme der Hohlwelle zentriert verspannt werden.
Zwischen der Zentrifugenwelle 19 und dem Rotorgehäuse befinden sich zur Verhinderung von Leckageverlusten Dichtungen 24. Eine Dichtung 28 gleicht unvermeidliche Toleranzen und Setzungen bei der Konusverspannung des Rotorgehäuses aus und sorgt dafür, daß es zwischen dem Rotorboden 10 und dem Rotortopf 11 nicht zu unerwünschten Kurzschlüssen kommt. Die Dichtung 30 verhindert, daß über einen nicht erwünschten Kurzschluß das zu zentrifugierende Medium am Rotor vorbei direkt zum Auslaß 18 der Zentrifuge gelangt. Eine Einpreßbuchse 31 stellt die zweite Lageraufnahme für die Zentrifugenachse 20 dar, die nach der Montage des Gehäuseunterteils 25 mit dessen korrespondierendem -Oberteil 16 wirksam wird.
In Figur 2 wird ein Schnitt durch den Rotor 1 dargestellt, in dem der rotationssymmetrische Aufbau des Rotorgehäuses 2 bezüglich der Rotationachse 13 deutlich wird. Radial nach außen, in sternförmiger Anordnung erstrecken sich die Leitelemente 7, die das Rotorgehäuse gleichzeitig versteifen. Weiter sind die durch die Leitelemente 7 unterteilten verschiedenen Bereiche 9 des Rotorinnenraums 8 erkennbar.
Der Fig. 3 kann ein Rotor in Vollkunststoffbauweise entnommen werden. Der Rotor 1 ist dreiteilig aufgebaut, er besteht aus dem Rotortopf 1 1 , in den die Leitelemente 7 und die innere Wand 38 integriert ist, und dem Rotorboden 10. In den Rotorboden ist ein Impulskanal 40 eingelassen, der durch eine Kanalabdeckung 36 zu einem Hohlquerschnitt verschlossen wird. Der Impulskanal gewährleistet die Leitung des Mediums von dem Rotorinnenraum 8 zu den düsenförmigen Ausläsen und verhindert dabei, daß die Strömungsverhältnisse am Auslas für eine Auswaschung des entstehenden Zentrifugenkuchens führen. Die Kanalabdeckung kann z. B mit dem Rotorboden vibrationsverschweißt sein.
Zur Aufnahme der Lager besitzt der Rotor zwei Lagerzapfen 32, 33. Der Lagerzapfen 32 ist geschlossen, so daß ein Ölkurzschluß verhindert wird. Der Rotor kann somit in einem Kugellager 34 im Gehäuseoberteil gelagert werden. Der Lagerzapfen 33 ist offen, wodurch eine Verbindung des Einlasses 17 im Gehäuse und des Einlasses 3 im Rotor entsteht. Der Fluß des Mediums durch die Zentrifuge kann somit im Zusammenhang mit Figur 1 beschriebenen Weise erfolgen.
Die am Lagerzapfen 33 eingreifende Lagerung besteht aus einem Verliersicheren Gleitlager 35. Dieses Gleitlager besteht aus einer Einpressbuchse 2, die bevorzugt aus Bronze gefertigt ist und einer Gleitbuchse 12 die bevorzugt aus Stahl gefertigt ist. Die Gleitbuchse besitzt einen Absatz 41 der im Falle eines Wechsels des Rotors ein herausrutschen aus der Einpressbuchse 2 verhindert. Das Gehäuseoberteil 16 ist bevorzugt aus Kunststoff hergestellt und wird in das Gehäuseunterteil aus Aluminium eingeschraubt, wobei Dichtmittel 42 zum Einsatz kommen. Die Verbindung zwischen Rotortopf 11 und Rotorboden 10 ist in diesem Ausführungsbeispiel als Schnappverbindung 37 ausgeführt. Auch hier können Dichtmittel 42 zum Einsatz kommen. Alternativ kann die Schnappverbindung eine selbstdichtende Geometrie aufweisen. Im Falle, daß zur Verbindung zwischen Rotortopf-boden eine Schweißverbindung vorgesehen ist entfallen die Dichtmittel ebenfalls.
In Figur 4 ist der Zentriefugenboden 1 0 in der Ausführung mit Schnappverbindung 37 dargestellt. Zur Erkenntnis die Struktur, die den Impulskanal 40 im Rotorboden bildet. Diese ist im Zustand vor dem Aufbringen der Kanalabdeckung 36 dargestellt. An den enden dieser Struktur sind die als Düse fungierenden Ausläse zu erkennen.
Bezugszeichenliste
Rotor
Einpreßbuchse
Einlaß
Auslaß
Lagerstelle
Durchlaßöffnung
Leitelement
Rotorinnenraum verschiedene Bereiche
Rotorbode
Rotortopf
Gleitbuchse
Rotationsachse
Versteifungselemente
Gehäuse
Gehäuseoberteil
Einlaß
Auslaß
Zentrifugenwelle
Zentrifugenachse
Zentrierbuchse
Mutter
Lagerbuchse
Dichtung
Gehäuseunterteil
Zwischenboden
Unterlegscheibe
Dichtung
Mutter
Dichtung
Einpreßbuchse
Lagerzapfen
Lagerzapfen
Kugellager verliersicheres Gleitlager
Kanalabdeckung
Schnappverbindung innere Wand äußere Wand
Impulskanal
Absatz
Dichtmittel

Claims

Ansprüche
1. Rotor (1 ), insbesondere zum Einbau in das Gehäuse einer Freistrahlzentrifuge, wobei diese mit wenigstens einem Einlaß (3) und wenigstens einem Auslaß (4) ausgestattet ist, wobei die Auslässe als Düse ausgeführt sind, deren Öffnungen bezogen auf eine Rotationsachse (13) zumindest im wesentlichen tangential ausgerichtet sind, und wobei Aufnahmen für Mittel zur drehbaren Lagerung des Rotors vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor wenigstens ein Leitelement (7) aufweist, welches sich von einer inneren Wand (38) zu einer äußeren Wand (39) eines Rotorinnenraumes (8) erstreckt.
2. Rotor nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor (1 ) zumindest im wesentlichen selbsttragend aus Kunststoff ausgeführt ist.
3. Rotor nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand der Auslässe (4) zur Rotationsachse (13) größer ist als der Außenradius des Rotortopfes (10).
4. Rotor nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in Richtung der Hauptspannungsachsen Versteifungselemente (14) angebracht sind.
5. Rotor nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel für einen zusätzlichen Fremdantrieb des Rotors vorgesehen sind.
6. Rotor nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Mittel zur Lagerung zumindest ein Kugellager (34) vorgesehen ist.
7. Rotor nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor (1 ) als Aufnahme der Mittel zur dehbaren Lagerung eine gelagerte hohle Zentrifugenwelle (19) und eine Zentrifugenachse (20) aufweist.
8. Rotor nach einem der vorgenannten Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß der gesammte Rotor (1 ) aus Kunststoff gefertigt ist.
9. Rotor nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß Lageraufnahmen (31 , 32) in den Rotortopf (11) und den Rotorboden (10) integriert sind.
10.Rotor nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotortopf (11 ) und der Rotorboden (10) durch Schnappverbindungen (37) miteinander verbunden sind.
11.Rotor nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotortopf (11 ) und der Rotorboden (10) durch eine insbesondere durch das Vibrationsschweißverfahren erzeugte Schweißnaht verbunden sind.
12. Rotor nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Rotorboden (10) ein Impulskanal zwischen Rotorinnenraum (8) und Auslaß (4) vorgesehen ist.
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