EP3765201B1 - Rotor eines zentrifugalabscheiders und zentrifugalabscheider - Google Patents

Rotor eines zentrifugalabscheiders und zentrifugalabscheider Download PDF

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EP3765201B1
EP3765201B1 EP19714111.2A EP19714111A EP3765201B1 EP 3765201 B1 EP3765201 B1 EP 3765201B1 EP 19714111 A EP19714111 A EP 19714111A EP 3765201 B1 EP3765201 B1 EP 3765201B1
Authority
EP
European Patent Office
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spacers
rotor
disc
discs
plates
Prior art date
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Active
Application number
EP19714111.2A
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English (en)
French (fr)
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EP3765201A1 (de
Inventor
Markus LÜERSMANN
Eike Stitterich
Tom Klaver
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.)
Hengst SE and Co KG
Original Assignee
Hengst SE and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hengst SE and Co KG filed Critical Hengst SE and Co KG
Publication of EP3765201A1 publication Critical patent/EP3765201A1/de
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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
    • B04B5/12—Centrifuges in which rotors other than bowls generate centrifugal effects in stationary containers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B04—CENTRIFUGAL APPARATUS OR MACHINES FOR CARRYING-OUT PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES
    • B04B—CENTRIFUGES
    • B04B7/00—Elements of centrifuges
    • B04B7/08—Rotary bowls
    • B04B7/12—Inserts, e.g. armouring plates
    • B04B7/14—Inserts, e.g. armouring plates for separating walls of conical shape
    • 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
    • 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
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B04—CENTRIFUGAL APPARATUS OR MACHINES FOR CARRYING-OUT PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES
    • B04B—CENTRIFUGES
    • B04B5/00—Other centrifuges
    • B04B5/12—Centrifuges in which rotors other than bowls generate centrifugal effects in stationary containers
    • B04B2005/125—Centrifuges in which rotors other than bowls generate centrifugal effects in stationary containers the rotors comprising separating walls
    • 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 present invention relates to a rotor of a centrifugal separator, the rotor having a central shaft on which a stack of plates made up of a plurality of identical plates is arranged, the shaft having an engagement contour on its outer circumference for non-rotatable, axially displaceable engagement with a counter-contour on the inner circumference of the plates of the stack of plates, wherein the engagement contour and the counter-contour can be brought into engagement with one another in a plurality of rotational positions spaced apart from one another in the circumferential direction, and wherein each plate has spacers spaced apart from one another in the circumferential direction of the plates, each of which separates two adjacent plates at an axial distance, forming an intermediate flow gap with a predeterminable gap dimension keep from each other.
  • the invention also relates to a centrifugal separator.
  • the document EP 3 124 120 A1 shows an oil separator configured to separate oil mist from a gas.
  • the oil separator includes a rotor. This rotor has multiple cutting disks stacked along the axis line of a spindle. Each of the separator disks is in the form of a truncated cone plate member and is formed with concave-convex ribs extending radially from the center of rotation on outer peripheral side parts corresponding to the inclined surfaces of the truncated cone.
  • the concavo-convex ribs include first convex portions and second convex portions, the first convex portions on the outer peripheral side parts having a convex shape on the front surface side and a concave shape on the back surface side, and the second convex portions on the outer peripheral side parts include a convex shape on the back and a concave shape on the front. This allows stacks of cutting discs with form a predetermined distance between the individual cutting disks without the need for separate spacers.
  • the document US 779 099 A shows a centrifugal separator with a rotor, the rotor having a central shaft on which a stack of plates made up of several identical plates is arranged, the shaft having an engagement contour on its outer circumference for non-rotatable, axially displaceable engagement with a counter-contour on the inner circumference of the plates of the stack of plates having.
  • the engagement contour and the counter-contour can be brought into engagement with one another in a plurality of rotational positions spaced apart from one another in the circumferential direction.
  • the plates are corrugated as seen in the plate peripheral direction, with the corrugations each holding two adjacent plates at an axial distance from one another, with the formation of intermediate flow channels with a definable cross section.
  • the corrugated plates are designed in such a way that with different twisted positions of adjacent plates relative to one another in the plate stack, at least two different axial distances with different cross sections of the flow channels between the adjacent plates can be adjusted.
  • the plates here have the shape of a truncated cone and the inclined, radially outer part of the plates is designed as a closed surface.
  • the inner circumference of the radially inner, flat area of the plates is provided with the counter-contour to the contour of engagement of the central shaft.
  • Radially outside of the counter-contour are distributed in the circumferential direction several flow openings through which a gas to be cleaned flows axially during operation of the rotor and from where the gas is then deflected radially outwards into the flow gaps between the adjacent plates.
  • An arrangement of spacer webs running over the lower side of the obliquely aligned area of the plates is used here to space the plates from one another.
  • the document EP 2 349 578 B1 describes a separator disk adapted to be included in a disk pack of a centrifuge rotor.
  • the separator disc has a tapered shape and extends about an axis of rotation and along a tapered rotating symmetrical surface along the axis of rotation.
  • the separator plate has an inner surface and an outer surface.
  • the separating disc is made of a material, the separating disc being configured in a way that it has a clearance between the separating disc and an adjacent separating disc in the disc pack and thus includes first protrusions extending outwardly from the tapered rotating symmetrical surface, and second projections extending inwardly from the tapered rotating symmetrical surface.
  • Each first and second projection defines a contact zone adapted to contact an adjacent separator disk in the disk pack.
  • the contact zones of the first projections are offset with respect to the contact zones of the second projections, seen in a direction normal to the outer face.
  • the first and second projections are sequentially provided in a peripheral direction of the separator disk. What is important here is that the tapered shape and the projections of the separator disc were provided by pressing a blank of the material against a tool part having a shape corresponding to the tapered shape with the projections of the pressed separator disc.
  • the document EP 2 334 439 B1 shows a disk pack for a centrifuge rotor of a centrifugal separator, which is designed for the separation of components in a medium supplied, the disk pack having a multiplicity of separating plates which are present one on top of the other in the plate pack.
  • Each separator disc extends about an axis of rotation and has a cone-like shape with an inner surface and an outer surface along the axis of rotation.
  • Each separating disk is made from at least one material, with the separating disks in the stack of disks being prestressed against one another with a prestressing force.
  • the separating discs have a plurality of first separating discs, each of which has a number of spacer elements.
  • Each separating plate has at least one section without spacer elements.
  • the first separating discs are polarly positioned in such a way that the spacer elements of one separating disc abut the portion of an adjacent separating disc. It is essential here that the spacer elements have a number of pairs of spacer elements, the pairs each having a first spacer element which extends away from the outer surface and a second spacer element which extends away from the inner surface, the first and second spacers are offset in relation to each other as viewed in a normal direction with respect to the outer surface and sequentially in a peripheral direction of the first separator disc be provided that the prestressing force causes an abutment force between the spacer elements and the adjacent separating disk and an elastic deformation of the section of at least the separating disks, and that this elastic deformation ensures an increase in the abutment force between the spacer elements and the adjacent separating disk during rotation of the disk pack.
  • a disadvantage of most of the known rotors and plates described above is that the axial distance between adjacent plates in the stack of plates is fixed at a single value, which is determined by the height of the spacer webs or the first and second projections or the spacer elements on the plates is predetermined. If a different axial distance between adjacent plates in the stack of plates is desired or required, it is necessary to manufacture new plates with spacer webs or first and second projections or spacers of a different, smaller or larger axial height. However, such production is unfavorable and, in particular, uneconomical with regard to the necessary investment in tools and the differentiation of parts when assembling the stack of plates.
  • US 779 099 A Although two different disc distances can be set, only relatively narrow flow channels, but no intermediate flow gaps, are provided between the adjacent discs.
  • the object of the present invention is therefore to create a rotor of the type mentioned at the outset, which avoids the disadvantages mentioned and in which it is possible in a technically simple and economically favorable manner to use different distances and thus different widths of intermediate flow gaps between the to realize plates in a stack of plates.
  • a corresponding centrifugal separator is to be created.
  • the solution to the first part of the task relating to the rotor is achieved according to the invention with a rotor of the type mentioned at the beginning, which is characterized in that the spacers of the plates are designed and arranged in such a way that with different rotational positions of adjacent plates relative to one another in the plate stack there are at least two different axial distances with different gap dimensions of the flow gap between the adjacent ones plates are adjustable and that the circumferentially spaced twisted positions, in which the engagement contour and the counter-contour can be brought into engagement with each other, are in two superimposed angular grids that are offset relative to one another in the circumferential direction by an offset angle, with the two angular grids each having a uniform matching grid angular spacing , where the screen angle spacing is an integer fraction of 360° and the offset angle is less than half the screen angle spacing.
  • the invention advantageously enables stacks of plates to be created from mutually identical plates with at least two different plate spacings in the plate stack, with the respective plate spacing only depending on the relative twisted position of the adjacent plates. Since only one design of plates is required, the tooling costs are advantageously kept low, which results in good economics in the manufacture of plate stacks and rotors for centrifugal separators. In addition, the axial distance between two immediately adjacent plates can be changed here even with a small angular offset by the aforementioned offset angle.
  • each plate has first and second spacers and that the first and second spacers differ in terms of their height and/or their radial position on the plate.
  • These spacers are easy to produce and the axial plate spacing can be changed simply by placing two directly adjacent plates on the central shaft, rotated relative to one another by the grid angle spacing or by the offset angle.
  • first and second spacers are formed by two different humps or beads formed or stamped into the plates, each forming an elevation on one side of the plate and a depression on the other side of the plate.
  • Such spacers can advantageously be produced by simply pressing or embossing, for example.
  • the spacers which are spaced apart from one another in the circumferential direction of the plate, are each designed as individual humps or as a radially running row of a plurality of humps.
  • each plate has first and second spacers and that the first and second spacers are formed by webs or nubs that are attached to or formed on the plates and form elevations.
  • the webs or knobs forming the first spacers be arranged on the top side of the plate, that the webs or knobs forming the second spacers be arranged on the bottom side of the plate and that the webs or knobs forming the first spacers be arranged relative to the webs or nubs forming the second spacers are offset in the circumferential direction of the plate.
  • the axial plate spacing can be easily changed by placing two directly adjacent plates rotated by the screen angle spacing on the central shaft, with the upper and lower side spacers of two directly adjacent plates either meeting and causing a larger axial plate spacing or not meeting and bring about a smaller axial disc distance.
  • a further rotor configuration provides that the webs or knobs forming the first spacers are arranged on the top side of the plate, the webs or knobs forming the second spacers are arranged on the underside on the plate, the webs or knobs forming the first spacers on the the webs or knobs forming the second spacer are arranged congruently and that the angular spacing of the spacers spaced apart from one another in the circumferential direction of the plates corresponds to twice the grid angle spacing.
  • the axial plate spacing can be easily changed by placing two directly adjacent plates on the central shaft, rotated by the grid angle spacing or the offset angle.
  • the webs or knobs forming the first spacers, arranged on the top side of the plate, and the webs or knobs forming the second spacers, arranged on the underside of the plate, are identical to one another.
  • the plates within the plate stack of the rotor have a smaller axial distance from one another with a smaller gap in a region of the rotor close to the inflow and a greater axial distance from one another with a larger gap in a region of the rotor remote from the inflow. In this way, in particular, a more uniform distribution of a volume flow of a fluid medium to be treated in the rotor over the plurality of flow gaps can be achieved.
  • the engagement contour and the counter-contour should be in two to sixteen, preferably six to twelve, in the circumferential direction of the central shaft and the plate can be brought into engagement with one another in twisted positions spaced apart from one another.
  • the number of twisted positions in which the central shaft and the plates can be brought into engagement with one another can also be greater than the aforementioned numbers, in which case the grid angle spacing then becomes correspondingly smaller. This can be expedient, for example, if more than two different axial disc distances are to be adjustable.
  • the disks of the rotor are preferably press-stamped parts made from sheet metal or injection-moulded parts made from plastic. Both types of plates mentioned can be produced comparatively easily and inexpensively and can be provided with the necessary spacers, both of which preferably take place in one operation.
  • the engagement contour on the outer circumference of the shaft be formed by a number of n teeth running in the longitudinal direction of the shaft and projecting radially outwards and that the counter-contour on the inner circumference of the plates be formed by a number of n or 2 xn to the teeth matching, radially outwardly facing recesses is formed.
  • the number n is preferably between 2 and 8, preferably 3 to 6, in order not to make the production of the engaging and counter-contours too complicated.
  • the number n also depends on the forces to be absorbed during operation of the rotor and acting in the circumferential direction of the rotor between the plates and the central shaft.
  • the centrifugal separator according to the invention is an oil mist separator for the crankcase ventilation gas of an internal combustion engine and can advantageously serve to effectively separate oil mist and oil droplets from the crankcase ventilation gas of the internal combustion engine.
  • the discs In a rotor of such a centrifugal separator, the discs have a very small distance from one another, in practice, for example, between about 0.3 and 0.5 mm.
  • the plates can then be designed, for example, so that they form a first distance of 0.3 mm between them in a first relative twisted position and a second distance of 0.5 mm between them in a second relative twisted position.
  • the plates and their spacers can also be designed in such a way that, in a third rotational position relative to one another, they form a third distance between them, for example of 0.4 mm. In this way, needs-based, different gap dimensions between the mutually identical discs of the rotor can be easily adjusted during rotor production.
  • the drawings show a rotor 1 of a centrifugal separator, which is otherwise not shown here, in a first embodiment.
  • the rotor 1 has a central shaft 2 on which a stack of plates 3 made up of several identical plates 30 is arranged.
  • the plates 30 each have the known shape of a truncated cone shell and can be made of sheet metal or plastic.
  • the shaft 2 has an engagement contour 21 on its outer circumference for non-rotatable, axially displaceable engagement with a counter-contour 31 on the inner circumference of the plates 30 of the plate stack 3, the engagement contour 21 here having the shape of a six-pointed star.
  • the engagement contour 21 and the counter-contour 31 can be brought into engagement with one another in a plurality of relative rotational positions spaced apart from one another in the circumferential direction by a grid angle distance a, here of 60°.
  • the plates 30 have spacers 4, 5, which in the stack of plates 3 hold two adjacent plates 30 at a distance from one another, forming the flow gap 34 between them with a predetermined gap dimension.
  • each plate 30 has two such different first and second spacers 4, 5 spaced apart from one another in the circumferential direction of the plates 30 that with different rotational positions of adjacent plates 30 relative to one another in the plate stack 3 there are two different distances with different gap dimensions h 1 , h 2 of the flow gap 34 between the adjacent plates 30 can be produced, as can be seen in particular in FIG.
  • the two different first and second spacers 4, 5 are formed or stamped here by two different ones in the plates 30, each on one side of the plate, here the underside, an increase and on the other side of the plate, here the upper side, forming a depression, arranged in pairs one behind the other in the radial direction.
  • the first spacers 4 and the second spacers 5 are spaced apart from one another by an angular distance ⁇ of 60°.
  • This angular distance ⁇ is therefore identical to the grid angle distance ⁇ of the engaging and counter-contours 21, 31.
  • the humps forming the first and second spacers 4, 5 differ here both in their height and in their radial position on the plate 30.
  • the humps forming the first spacers 4 have a greater axial depth and are located somewhat further outwards as seen in the radial direction.
  • the humps forming the second spacers 5 have a smaller axial depth and are located somewhat further inward, viewed in the radial direction, than the humps forming the first spacers 4 .
  • the two adjacent Plate 30 has a smaller distance with a gap dimension h 1 of the intermediate flow gap 34.
  • the two adjacent plates 30 have a larger one Distance with a gap dimension h 2 of the intermediate flow gap 34.
  • the identical plates 30 within the plate stack 3 of the rotor 1 can therefore have different distances from one another with different gap dimensions h 1 , h 2 of the flow gaps 34 .
  • This can be used advantageously, for example, to place the plates 30 at a smaller axial distance from one another with a smaller gap dimension h 1 in a region of rotor 1 close to the inflow, and to place the plates 30 at a greater axial distance from one another with a larger gap h 1 in a region of rotor 1 remote from the inflow Arranging the gap dimension h 2 in order to even out the flow through the plate stack 3 .
  • the Figures 4 to 7 show the rotor 1 in a second embodiment. What differs from the first embodiment of the rotor 1 is that the humps forming the first and second spacers 4, 5 are smaller and in the form of radially extending rows of humps, each with four humps. In this way, more points of contact are formed between the respectively adjacent plates 30 in the plate stack 3, which benefits its dimensional stability during operation at high speeds.
  • the humps forming the first and second spacers 4, 5 differ both in their height and in their radial position on the plate 30.
  • the humps forming the first spacers 4 have a greater axial depth and are located somewhat further outwards as seen in the radial direction .
  • the protuberances forming the second spacers 5 have a smaller axial depth and are located somewhat further inward as seen in the radial direction.
  • This angular distance ⁇ is therefore identical to the grid angle distance ⁇ of the engaging and counter-contours 21, 31.
  • the two adjacent plates 30 have a smaller one Distance with a gap dimension h 1 of the intermediate flow gap 34.
  • the rotor 1 agrees with the Figures 4 to 7 with the embodiment according to the Figures 1 to 3 match, so reference is made to their description.
  • the Figures 8 to 11 show the rotor 1 in a third embodiment.
  • the first and second spacers 4, 5 are now formed by webs which are attached to the plates 30 or formed thereon and form elevations.
  • the spacers 4, 5 formed by the webs here run in a straight line in the radial direction.
  • the spacers 4, 5 can also be curved.
  • the webs forming the first spacer 4, here three pieces, are arranged on the upper side on the plate 30 and the webs forming the second spacer 5, also three pieces, are arranged on the underside on the plate 30.
  • the webs forming the first spacers 4 are offset relative to the webs or knobs forming the second spacers 5 in the circumferential direction of the plate 30 .
  • the angular distance ⁇ between the three webs forming the first spacers 4 is 120° in each case here.
  • the angular spacing ⁇ of the three webs forming the second spacers 5 is also 120° here.
  • the angular distance between in each case a first spacer 4 and a second spacer 5 within the plate 30 is 60°. This angle of 60° corresponds to the grid angle distance ⁇ of the different relative rotational positions of the plate 30 to the central shaft 10, in which the two can be brought into engagement with one another by means of the engagement contour 21 and the counter-contour 31.
  • the gap dimension h 1 corresponds to the height of the individual spacers 4, 5 formed by the webs, which are identical to one another here.
  • the second and third plates 30 seen from above are arranged in a relative twisted position in the stack of plates 3, in which the first spacers 4 of one plate 30, here the lower plate, are congruent with the second spacers 5 of the other plate 30, here the upper plate, then have the two adjacent plates 30 have a larger spacing with a gap dimension h 2 of the intermediate flow gap 34.
  • the gap dimension h 2 here corresponds to the added height of the spacers 4 and 5 formed by the webs lying one on top of the other.
  • the Figures 12 to 15 show the rotor 1 in a fourth embodiment.
  • the first and second spacers 4, 5 are formed by webs which are attached or formed on the plates 30 and form elevations.
  • the webs forming the first spacer 4, here three pieces, are arranged on the upper side on the plate 30 and the webs forming the second spacer 5, also three pieces, are arranged on the underside on the plate 30.
  • the webs on the upper side forming the first spacers 4 are arranged congruently with the webs on the lower side forming the second spacers 5 .
  • the angular distance ⁇ between the three webs forming the first spacers 4 is 120° in each case here.
  • the angular spacing ⁇ of the three webs forming the second spacers 5 is also 120° here.
  • the angular distance ⁇ between each two spacers 4, 5 corresponds here to twice the grid angle distance ⁇ of the different relative rotational positions of the plate 30 to the central shaft 10, in which the two can be brought into engagement with one another by means of the engagement contour 21 and the counter-contour 31.
  • the gap dimension h 1 corresponds to the height of the individual through the spacers 4, 5, which are identical to one another here.
  • the two plates 30 are arranged in a relative rotational position to one another in the plate stack 3, in which the first spacers 4 of one plate 30, here the lower plate, are congruent with the second spacers 5 of the other, here the upper plate 30, then the two adjacent plates 30 have a larger axial distance with a gap dimension h 2 of the intermediate flow gap 34.
  • the gap dimension h 2 here corresponds to the added height of the superimposed spacers 4 and 5 formed by the webs.
  • the rotor 1 agrees with the Figures 12 to 15 with the embodiment according to the Figures 8 to 11 match, so reference is made to their description.
  • the Figures 16 to 20 show plate 30 and the rotor 1 in a further embodiment.
  • the first and second spacers 4, 5 are formed by webs which are attached or formed on the plates 30 and form elevations.
  • the webs forming the first spacer 4, here three pieces, are arranged on the upper side on the plate 30 and the webs forming the second spacer 5, also three pieces, are arranged on the underside on the plate 30.
  • the webs on the upper side forming the first spacers 4 are arranged congruently with the webs on the lower side forming the second spacers 5 .
  • the angular distance ⁇ between the three webs forming the first spacers 4 is 120° in each case here.
  • the angular spacing ⁇ of the three webs forming the second spacers 5 is the same and is also 120° here.
  • the counter-contour 31 is changed.
  • two angular grids are provided which are superimposed and offset relative to one another in the circumferential direction by an offset angle ⁇ .
  • the two angle grids each have a uniform matching grid angle distance ⁇ , here 60°.
  • the screen angle distance ⁇ can also have a different value; however, it always corresponds to an integer fraction of 360°.
  • the offset angle ⁇ is less than half the screen angle distance a; here the offset angle ⁇ is 15°.
  • the spacers 4, 5 of two plates 30 adjacent to one another in the plate stack 3 can either be positioned congruently to one another axial distance between the two plates 30 with a larger gap h 2 between them, or positioned at two different distances from one another in the circumferential direction in non-congruent relation to one another in order to produce an axial distance between the two plates 30 with a smaller gap h 1 between them .
  • the circumferentially adjacent spacers 4, 5 of two axially adjacent plates 30 in the plate stack 3 are only separated by the offset angle ⁇ , ie by 15° in the example shown.
  • the circumferentially adjacent spacers 4, 5 of two axially adjacent plates 30 in the stack of plates 3 can also be spaced apart by the grid angle distance a, here 60°, or by an angle ⁇ - ⁇ , i.e. 45° here. Great flexibility in designing the stack of plates 3 is thus achieved here.
  • the two plates 30 are arranged in a relative rotated position in the stack of plates 3, in which the spacers 4, 5 of the two plates 30 are not congruent with one another, but rotated relative to one another out of alignment are, then these two adjacent plates 30 have a smaller axial distance with a gap dimension h 1 of the intermediate flow gap 34.
  • the two plates 30 are arranged in a relative rotational position to one another in the plate stack 3, in which the first spacers 4 of one plate 30, here the lower plate, are congruent with the second spacers 5 of the other, here upper plate 30, then the two adjacent plates 30 have a larger axial distance with a gap dimension h 2 of the intermediate flow gap 34.
  • the distance between the teeth of the engagement contour 21 in the circumferential direction of the shaft 2 is 60° in each case, ie it corresponds to the grid angle distance a explained above.
  • the distance between the teeth of the engagement contour 21 in the circumferential direction of the shaft 2 is 120° in each case, ie it corresponds to twice the grid angle distance a explained above.
  • the number of teeth forming the engagement contour 21 on the shaft 2 has no influence on the number of possible relative engagement positions of the central shaft 2 and plates 30 .
  • rotors 1 with plate stacks 30 can be formed with plates 30 that are completely identical to one another and central shafts 2 that are identical, the plates 30 of which have different axial distances from one another and which therefore provide different gap dimensions h for the flow gaps 34 .

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Centrifugal Separators (AREA)

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft einen Rotor eines Zentrifugalabscheiders, wobei der Rotor eine zentrale Welle aufweist, auf der ein Tellerstapel aus mehreren identischen Tellern angeordnet ist, wobei die Welle an ihrem Außenumfang eine Eingriffskontur für einen verdrehfesten, axial verschieblichen Eingriff mit einer Gegenkontur am Innenumfang der Teller des Tellerstapels aufweist, wobei die Eingriffskontur und die Gegenkontur in mehreren in Umfangsrichtung voneinander beabstandeten Verdrehstellungen in Eingriff miteinander bringbar sind und wobei jeder Teller in Tellerumfangsrichtung voneinander beabstandete Abstandshalter aufweist, die je zwei benachbarte Teller unter Ausbildung eines zwischenliegenden Strömungsspalts mit einem vorgebbaren Spaltmaß auf axialem Abstand voneinander halten. Außerdem betrifft die Erfindung einen Zentrifugalabscheider.
  • Das Dokument EP 3 124 120 A1 zeigt einen Ölabscheider, der konfiguriert ist, um Ölnebel von einem Gas zu trennen. Der Ölabscheider umfasst einen Rotor. Dieser Rotor weist mehrere Trennscheiben auf, die entlang der Achsenlinie einer Spindel geschichtet sind. Jede der Trennscheiben hat die Form eines kegelstumpfförmigen Plattenelements und ist mit konkav-konvexen Rippen ausgeführt, die sich vom Rotationszentrum in Radialrichtung auf äußeren peripheren Seitenteilen, die den geneigten Flächen des Kegelstumpfes entsprechen, erstrecken. Die konkav-konvexen Rippen umfassen erste konvexe Abschnitte und zweite konvexe Abschnitte, wobei die ersten konvexen Abschnitte an den äußeren Umfangsseitenteilen eine konvexe Form an der Vorderseite der Oberflächenseite und eine konkave Form auf der Rückseite der Oberflächenseite und die zweiten konvexen Abschnitte an den äußeren peripheren Seitenteilen eine konvexe Form auf der Rückseite und eine konkave Form auf der Vorderseite umfassen. Hiermit lassen sich Stapel aus Trennscheiben mit einen vorgegebenen Abstand zwischen den einzelnen Trennscheiben bilden, ohne dass dafür separate Abstandshalter erforderlich sind.
  • Das Dokument US 779 099 A zeigt einen Zentrifugalabscheider mit einem Rotor, wobei der Rotor eine zentrale Welle aufweist, auf der ein Tellerstapel aus mehreren identischen Tellern angeordnet ist, wobei die Welle an ihrem Außenumfang eine Eingriffskontur für einen verdrehfesten, axial verschieblichen Eingriff mit einer Gegenkontur am Innenumfang der Teller des Tellerstapels aufweist. Die Eingriffskontur und die Gegenkontur sind in mehreren in Umfangsrichtung voneinander beabstandeten Verdrehstellungen in Eingriff miteinander bringbar. Die Teller sind in Tellerumfangsrichtung gesehen gewellt ausgeführt, wobei die Wellungen je zwei einander benachbarte Teller unter Ausbildung von zwischenliegenden Strömungskanälen mit einem vorgebbaren Querschnitt auf axialem Abstand voneinander halten. Die gewellten Teller sind dabei so ausgebildet, dass mit unterschiedlichen Verdrehstellungen einander benachbarter Teller relativ zueinander im Tellerstapel wenigstens zwei unterschiedliche axiale Abstände mit unterschiedlichen Querschnitten der Strömungskanäle zwischen den benachbarten Tellern einstellbar sind.
  • Ein weiterer Rotor der vorstehend angegebenen Art ist aus dem Dokument DE 10 2015 119 616 A1 bekannt. Die Teller haben hier die Form eines Kegelstumpfmantels und der geneigt verlaufende radial äußere Teil der Teller ist als geschlossene Fläche ausgeführt. Der radial innere, ebene Bereich der Teller ist an seinem Innenumfang mit der Gegenkontur zur Eingriffskontur der zentralen Welle versehen. Radial außen von der Gegenkontur liegen in Umfangsrichtung verteilt mehrere Strömungsdurchbrechungen, durch welche im Betrieb des Rotors ein zu reinigendes Gas axial einströmt und von wo aus dann das Gas in Radialrichtung nach außen in die Strömungsspalte zwischen den einander benachbarten Tellern umgelenkt wird. Zur gegenseitigen Beabstandung der Teller dient hier eine Anordnung von über die jeweils untere Seite des schräg ausgerichteten Bereichs der Teller verlaufenden Abstandshaltestegen .
  • Das Dokument EP 2 349 578 B1 beschreibt einen Trennteller, der angepasst ist, um in ein Tellerpaket eines Zentrifugenrotors eingeschlossen zu werden. Der Trennteller weist eine sich verjüngende Form auf und erstreckt sich um eine Achse der Rotation und entlang einer sich verjüngenden rotierenden symmetrischen Fläche entlang der Achse der Rotation. Weiter weist der Trennteller eine innere Fläche und eine äußere Fläche auf. Der Trennteller ist aus einem Material gefertigt, wobei der Trennteller auf eine Weise konfiguriert ist, dass er einen Zwischenraum zwischen dem Trennteller und einem benachbarten Trennteller im Tellerpaket aufweist und somit erste Vorsprünge umfasst, die sich von der sich verjüngenden rotierenden symmetrischen Fläche nach außen erstrecken, und zweite Vorsprünge umfasst, die sich von der sich verjüngenden rotierenden symmetrischen Fläche nach innen erstrecken. Jeder erste und zweite Vorsprung definiert eine Kontaktzone, die angepasst ist, um einen benachbarten Trennteller im Tellerpaket zu berühren. Dabei sind die Kontaktzonen der ersten Vorsprünge in Bezug auf die Kontaktzonen der zweiten Vorsprünge, gesehen in einer normalen Richtung bezüglich der äußeren Fläche, versetzt. Die ersten und zweiten Vorsprünge sind nacheinander in einer peripheren Richtung des Trenntellers bereitgestellt. Wesentlich ist hier, dass die sich verjüngende Form und die Vorsprünge des Trenntellers durch Pressen eines Rohlings aus dem Material gegen einen Werkzeugteil, der eine Form aufweist, die der sich verjüngenden Form mit den Vorsprüngen des gepressten Trenntellers entspricht, bereitgestellt wurden.
  • Das Dokument EP 2 334 439 B1 zeigt ein Tellerpaket für einen Zentrifugenrotor eines Zentrifugalabscheiders, das für die Abscheidung von Komponenten in einem zugeführten Medium ausgebildet ist, wobei das Tellerpaket eine Vielzahl von Trenntellern aufweist, die aufeinander im Tellerpaket vorhanden sind. Jeder Trennteller erstreckt sich um eine Rotationsachse und weist eine kegelartige Form mit einer Innenfläche und einer Außenfläche längs der Rotationsachse auf. Dabei ist jeder Trennteller aus mindestens einem Material hergestellt, wobei die Trennteller im Tellerpaket mit einer Vorspannkraft gegeneinander vorgespannt sind. Die Trennteller weisen eine Vielzahl von ersten Trenntellern auf, von denen ein jeder eine Anzahl von Distanzelementen aufweist. Ein jeder Trennteller weist mindestens einen Abschnitt ohne Distanzelemente aufweist. Die ersten Trennteller sind in einer derartigen Weise polar positioniert, dass die Distanzelemente des einen Trenntellers an den Abschnitt eines benachbarten Trenntellers anstoßen. Wesentlich ist hier, dass die Distanzelemente eine Anzahl von Paaren von Distanzelementen aufweisen, wobei die Paare jeweils ein erstes Distanzelement, das sich weg von der Außenfläche erstreckt, und ein zweites Distanzelement, das sich weg von der Innenfläche erstreckt, aufweisen, wobei das erste und zweite Distanzelement in Beziehung zueinander versetzt sind, gesehen in einer normalen Richtung mit Bezugnahme auf die Außenfläche, und nacheinander in einer peripheren Richtung des ersten Trenntellers bereitgestellt werden, dass die Vorspannkraft eine Widerlagerkraft zwischen den Distanzelementen und dem benachbarten Trennteller und eine elastische Verformung des Abschnittes von mindestens den Trenntellern bewirkt, und dass diese elastische Verformung während der Drehung des Tellerpaketes eine Erhöhung der Widerlagerkraft zwischen den Distanzelementen und dem benachbarten Trennteller sichert.
  • Als nachteilig wird bei den meisten vorstehend beschriebenen bekannten Rotoren und Tellern dafür angesehen, dass der axiale Abstand zwischen einander benachbarten Tellern im Tellerstapel auf einen einzigen Wert festgelegt ist, welcher durch die Höhe der Abstandshaltestege oder der ersten und zweiten Vorsprünge oder der Distanzelemente an den Tellern vorgegeben ist. Wenn ein anderer axialer Abstand zwischen einander benachbarten Tellern im Tellerstapel gewünscht ist oder benötigt wird, ist die Fertigung von neuen Tellern mit Abstandshaltestegen oder ersten und zweiten Vorsprüngen oder Distanzelementen einer anderen, kleineren oder größeren axialen Höhe erforderlich. Eine solche Fertigung ist aber bezüglich der nötigen Werkzeuginvestitionen und der Teiledifferenzierung bei der Montage der Tellerstapel ungünstig und insbesondere unwirtschaftlich. Bei dem Rotor nach dem Dokument US 779 099 A sind zwar zwei unterschiedliche Tellerabstände einstellbar, allerding werden hier nur relativ enge Strömungskanäle, aber keine zwischenliegenden Strömungsspalte, zwischen den einander benachbarten Tellern zur Verfügung gestellt.
  • Für die vorliegende Erfindung stellt sich daher die Aufgabe, einen Rotor der eingangs genannten Art zu schaffen, der die aufgeführten Nachteile vermeidet und bei dem es auf technisch einfache und wirtschaftlich günstige Art und Weise möglich ist, unterschiedliche Abstände und damit unterschiedlich weite zwischenliegende Strömungsspalte zwischen den Tellern im Tellerstapel zu realisieren. Außerdem soll ein entsprechender Zentrifugalabscheider geschaffen werden.
  • Die Lösung des ersten, den Rotor betreffenden Teils der Aufgabe gelingt erfindungsgemäß mit einem Rotor der eingangs genannten Art, der dadurch gekennzeichnet ist, dass die Abstandshalter der Teller so ausgebildet und angeordnet sind, dass mit unterschiedlichen Verdrehstellungen einander benachbarter Teller relativ zueinander im Tellerstapel wenigstens zwei unterschiedliche axiale Abstände mit unterschiedlichen Spaltmaßen des Strömungsspalts zwischen den benachbarten Tellern einstellbar sind und dass die in Umfangsrichtung voneinander beabstandeten Verdrehstellungen, in denen die Eingriffskontur und die Gegenkontur in Eingriff miteinander bringbar sind, in zwei einander überlagerten, in Umfangsrichtung gegeneinander um einen Versatzwinkel versetzten Winkelrastern liegen, wobei die beiden Winkelraster jeweils einen gleichmäßigen übereinstimmenden Rasterwinkelabstand aufweisen, wobei der Rasterwinkelabstand einem ganzzahligen Bruchteil von 360° entspricht und wobei der Versatzwinkel kleiner als die Hälfte des Rasterwinkelabstands ist.
  • Mit der Erfindung wird vorteilhaft das Erstellen von Tellerstapeln aus untereinander identischen Tellern mit dennoch wenigstens zwei unterschiedlichen Tellerabständen im Tellerstapel ermöglicht, wobei der jeweilige Tellerabstand dabei nur von der relativen Verdrehstellung der einander benachbarten Teller abhängt. Da nur eine Ausführung von Tellern benötigt wird, werden die Werkzeugkosten vorteilhaft niedrig gehalten, was eine gute Wirtschaftlichkeit bei der Fertigung von Tellerstapeln und Rotoren für Zentrifugalabscheider ergibt. Außerdem kann hier schon mit einem winkelmäßig kleinen Versatz um den vorgenannten Versatzwinkel zwischen zwei einander unmittelbar benachbarten Tellern deren axialer Abstand verändert werden.
  • Eine Ausgestaltung des Rotors sieht vor, dass jeder Teller erste und zweite Abstandshalter aufweist und dass sich die ersten und zweiten Abstandshalter durch ihre Höhe und/oder durch ihre radiale Position auf dem Teller unterscheiden. Diese Abstandshalter sind einfach herstellbar und der axiale Tellerabstand lässt sich einfach dadurch verändern, dass ein um den Rasterwinkelabstand oder um den Versatzwinkel relativ zueinander verdrehtes Aufsetzen zweier einander unmittelbar benachbarter Teller auf die zentrale Welle erfolgt.
  • Weiter ist dabei bevorzugt vorgesehen, dass die ersten und zweiten Abstandshalter durch zwei verschiedene in die Teller eingeformte oder eingeprägte, jeweils auf der einen Tellerseite eine Erhöhung und auf der anderen Tellerseite eine Eintiefung ausbildende Höcker oder Sicken gebildet sind. Solche Abstandshalter lassen sich vorteilhaft beispielsweise durch einfaches Drücken oder Prägen erzeugen.
  • Dabei ist es weiter möglich, dass die in Umfangsrichtung des Tellers voneinander beabstandeten Abstandhalter jeweils als Einzelhöcker oder als radial verlaufende Reihe aus jeweils mehreren Höckern ausgebildet sind.
  • Eine weitere Ausgestaltung des Rotors sieht vor, dass jeder Teller erste und zweite Abstandshalter aufweist und dass die ersten und zweiten Abstandshalter durch an den Tellern angebrachte oder angeformte, Erhöhungen ausbildende Stege oder Noppen gebildet sind.
  • In diesbezüglicher weiterer Ausgestaltung wird vorgeschlagen, dass die die ersten Abstandshalter bildenden Stege oder Noppen oberseitig an dem Teller angeordnet sind, dass die die zweiten Abstandshalter bildenden Stege oder Noppen unterseitig an dem Teller angeordnet sind und dass die die ersten Abstandshalter bildenden Stege oder Noppen relativ zu den die zweiten Abstandshalter bildenden Stegen oder Noppen in Umfangsrichtung des Tellers versetzt sind. Der axiale Tellerabstand lässt sich auch hier einfach dadurch verändern, dass ein um den Rasterwinkelabstand verdrehtes Aufsetzen zweier einander unmittelbar benachbarter Teller auf die zentrale Welle erfolgt, wobei oberseitige und unterseitige Abstandshalter zweier einander unmittelbar benachbarter Teller entweder aufeinandertreffen und einen größeren axialen Tellerabstand bewirken oder nicht aufeinandertreffen und einen kleineren axialen Tellerabstand bewirken.
  • Eine weitere Rotorausgestaltung sieht vor, dass die die ersten Abstandshalter bildenden Stege oder Noppen oberseitig an dem Teller angeordnet sind, dass die die zweiten Abstandshalter bildenden Stege oder Noppen unterseitig an dem Teller angeordnet sind, dass die die ersten Abstandshalter bildenden Stege oder Noppen zu den die zweiten Abstandshalter bildenden Stegen oder Noppen deckungsgleich angeordnet sind und dass der Winkelabstand der in Umfangsrichtung der Teller voneinander beabstandeten Abstandshalter dem doppelten Rasterwinkelabstand entspricht. Auch bei dieser Rotorausführung lässt sich der axiale Tellerabstand einfach dadurch verändern, dass ein um den Rasterwinkelabstand oder den Versatzwinkel verdrehtes Aufsetzen zweier einander unmittelbar benachbarter Teller auf die zentrale Welle erfolgt.
  • Um die Fertigung der Teller einfach zu halten, ist bevorzugt vorgesehen, dass die die ersten Abstandshalter bildenden, oberseitig an dem Teller angeordneten Stege oder Noppen und die die zweiten Abstandshalter bildenden, unterseitig an dem Teller angeordneten Stege oder Noppen untereinander identisch sind.
  • Mit der Erfindung sind unterschiedliche Rotoren einfach herstellbar. Dabei ist es einerseits möglich, dass innerhalb des Tellerstapels einer ersten Rotorausführung alle Teller einen ersten, kleineren axialen Abstand voneinander mit einem kleineren Spaltmaß aufweisen und dass innerhalb des Tellerstapels einer zweiten Rotorausführung mit zu der ersten Rotorausführung identischen Tellern alle Teller einen zweiten, größeren axialen Abstand voneinander mit einem größeren Spaltmaß aufweisen.
  • Alternativ dazu besteht die Möglichkeit, dass die Teller innerhalb des Tellerstapels des Rotors unterschiedliche axiale Abstände aufweisen.
  • Dabei ist bevorzugt weiter vorgesehen, dass die Teller innerhalb des Tellerstapels des Rotors in einem zuströmungsnahen Bereich des Rotors einen kleineren axialen Abstand voneinander mit einem kleineren Spaltmaß und in einem zuströmungsfernen Bereich des Rotors einen größeren axialen Abstand voneinander mit einem größeren Spaltmaß aufweisen. Hiermit kann insbesondere eine gleichmäßigere Aufteilung eines Volumenstroms eines im Rotor zu behandelnden fluiden Mediums auf die Vielzahl der Strömungsspalte erreicht werden.
  • Um die Fertigung der einzelnen Teller und des Tellerstapels sowie der zentralen Welle des Rotors hinsichtlich deren Eingriffs- und Gegenkonturen praktikabel zu halten, wird vorgeschlagen, dass die Eingriffskontur und die Gegenkontur in zwei bis sechzehn, vorzugsweise sechs bis zwölf, in Umfangsrichtung der zentralen Welle und der Teller voneinander beabstandeten Verdrehstellungen in Eingriff miteinander bringbar sind.
  • Bei Bedarf kann die Zahl der Verdrehstellungen, in denen die zentrale Welle und die Teller in Eingriff miteinander bringbar sind, auch größer als die vorgenannten Zahlen sein, wobei dann der Rasterwinkelabstand entsprechend kleiner wird. Dies kann beispielsweise dann zweckmäßig sein, wenn mehr als zwei unterschiedliche axiale Tellerabstände einstellbar sein sollen.
  • Die Teller des Rotors sind bevorzugt Drückstanzteile aus Metallblech oder Spritzgussteile aus Kunststoff. Beide genannten Arten von Tellern sind vergleichsweise einfach und kostengünstig herstellbar und mit den nötigen Abstandshaltern versehbar, wobei beides vorzugsweise in einem Arbeitsgang erfolgt.
  • Unabhängig von der Ausführung der Abstandshalter wird vorgeschlagen, dass die Eingriffskontur am Außenumfang der Welle durch eine Anzahl von n in Längsrichtung der Welle verlaufenden, nach radial außen vorragenden Zähnen gebildet ist und dass die Gegenkontur am Innenumfang der Teller durch eine Anzahl von n oder 2 x n zu den Zähnen passenden, radial nach außen hin weisenden Ausnehmungen gebildet ist.
  • Dabei beträgt vorzugsweise die Anzahl n zwischen 2 und 8, vorzugsweise 3 bis 6, um die Fertigung der Eingriffs- und Gegenkonturen nicht zu kompliziert werden zu lassen. Die Anzahl n richtet sich auch nach den im Betrieb des Rotors aufzunehmenden, in Umfangsrichtung des Rotors zwischen den Tellern und der zentralen Welle wirkenden Kräften.
  • Die Lösung des zweiten, den Zentrifugalabscheider betreffenden Teils der Aufgabe gelingt erfindungsgemäß mit einem Zentrifugalabscheider, der dadurch gekennzeichnet ist, dass er einen Rotor nach einem der Ansprüche 1 bis 15 aufweist. Bei einem solchen Zentrifugalabscheider werden die vorstehend schon im Zusammenhang mit dem Rotor erläuterten Vorteile erreicht.
  • In einer bevorzugten Verwendung ist der erfindungsgemäße Zentrifugalabscheider ein Ölnebelabscheider für das Kurbelgehäuseentlüftungsgas einer Brennkraftmaschine und kann dabei vorteilhaft zum wirksamen Abscheiden von Ölnebel und Öltröpfchen aus dem Kurbelgehäuseentlüftungsgas der Brennkraftmaschine dienen. In einem Rotor eines solchen Zentrifugalabscheiders haben die Teller einen sehr geringen Abstand zueinander, in der Praxis beispielsweise zwischen etwa 0,3 und 0,5 mm. Für diese Anwendung können dann die Teller beispielsweise so ausgeführt sein, dass sie in einer ersten relativen Verdrehstellung zueinander zwischen sich einen ersten Abstand von 0,3 mm und in einer zweiten relativen Verdrehstellung zueinander zwischen sich einen zweiten Abstand von 0,5 mm ausbilden. Die Teller und deren Abstandshalter können auch so ausgeführt sein, dass sie in einer dritten relativen Verdrehstellung zueinander zwischen sich einen dritten Abstand, z.B. von 0,4 mm, ausbilden. Auf diese Weise lassen sich bei der Rotorfertigung bedarfsgerechte, unterschiedliche Spaltmaße zwischen den untereinander identischen Tellern des Rotors einfach einstellen.
  • Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand einer Zeichnung erläutert. Die Figuren der Zeichnung zeigen:
    • Figur 1
    einen Rotor eines Zentrifugalabscheiders in einer ersten Ausführung, in Ansicht schräg von oben,
    Figur 2
    den Rotor aus Figur 1 in Draufsicht,
    Figur 3
    den Rotor aus Figur 2 im Längsschnitt entlang der Schnittlinie III - III in Figur 2,
    Figur 4
    den Rotor in einer zweiten Ausführung, in Ansicht schräg von oben,
    Figur 5
    den Rotor aus Figur 4 in Draufsicht,
    Figur 6
    den Rotor aus Figur 5 im Längsschnitt entlang der Schnittlinie VI - VI in Figur 5,
    Figur 7
    das in Figur 6 eingerahmte Detail VII in vergrößerter Darstellung,
    Figur 8
    den Rotor in einer dritten Ausführung, in Ansicht schräg von oben,
    Figur 9
    den Rotor aus Figur 8 in Draufsicht,
    Figur 10
    den Rotor aus Figur 9 im Längsschnitt entlang der Schnittlinie X - X in Figur 9,
    Figur 11
    das in Figur 10 eingerahmte Detail XI in vergrößerter Darstellung,
    Figur 12
    den Rotor in einer vierten Ausführung, in Ansicht schräg von oben,
    Figur 13
    den Rotor aus Figur 12 in Draufsicht,
    Figur 14
    den Rotor aus Figur 13 im Längsschnitt entlang der Schnittlinie XIV-XIV in Figur 13,
    Figur 15
    das in Figur 14 eingerahmte Detail XV in vergrößerter Darstellung,
    Figur 16
    einen einzelnen Teller eines Rotors, in einer weiteren Ausführung, in Draufsicht,
    Figur 17
    einen aus Tellern gemäß Figur 16 erstellten Rotor, in Draufsicht,
    Figur 18
    den Rotor aus Figur 17 in Schnitt gemäß der Schnittlinie XVIII - XVIII in Figur 17,
    Figur 19
    das in Figur 18 eingerahmte Detail XIX in vergrößerter Darstellung,
    Figur 20
    das in Figur 18 eingerahmte Detail XX in vergrößerter Darstellung,
    Figur 21
    einen oberen Abschnitt einer ersten zentralen Welle als Teil des Rotors nach Figur 17, in Seitenansicht,
    Figur 22
    die Welle aus Figur 21 im Querschnitt gemäß der Schnittlinie XXII-XXII in Figur 21,
    Figur 23
    einen oberen Abschnitt einer zweiten, geänderten zentralen Welle als Teil eines Rotors, in Seitenansicht, und
    Figur 24
    die Welle aus Figur 23 im Querschnitt gemäß der Schnittlinie XXIV-XXIV in Figur 23.
  • In der folgenden Figurenbeschreibung sind gleiche Teile in den verschiedenen Zeichnungsfiguren stets mit den gleichen Bezugszeichen versehen, sodass nicht zu jeder Zeichnungsfigur alle Bezugszeichen erneut erläutert werden müssen.
  • Die Figuren 1 bis 3 der Zeichnung zeigen einen Rotor 1 eines hier im Übrigen nicht dargestellten Zentrifugalabscheiders, in einer ersten Ausführung. Der Rotor 1 weist eine zentrale Welle 2 auf, auf der ein Tellerstapel 3 aus mehreren identischen Tellern 30 angeordnet ist. Die Teller 30 haben dabei jeweils die an sich bekannte Form eines Kegelstumpfmantels und können aus Metallblech oder Kunststoff bestehen.
  • Aus Übersichtlichkeitsgründen sind in Figur 1 nur einige wenige Teller 30 gezeichnet; in der Praxis weist ein Tellerstapel 3 bis zu 100 oder mehr Teller 30 auf.
  • Die Welle 2 weist an ihrem Außenumfang eine Eingriffskontur 21 für einen verdrehfesten, axial verschieblichen Eingriff mit einer Gegenkontur 31 am Innenumfang der Teller 30 des Tellerstapels 3 auf, wobei die Eingriffskontur 21 hier die Form eines sechszackigen Sterns hat. Dabei sind die Eingriffskontur 21 und die Gegenkontur 31 in mehreren in Umfangsrichtung voneinander in einem Rasterwinkelabstand a, hier von 60°, beabstandeten relativen Verdrehstellungen in Eingriff miteinander bringbar.
  • Radial außen von der Gegenkontur 31 liegen in Umfangsrichtung verteilt mehrere Strömungsöffnungen 32 in den Tellern 30, durch welche im Betrieb des Rotors 1 ein zu reinigendes fluides Medium, wie Kurbelgehäuseentlüftungsgas einer Brennkraftmaschine, axial einströmt und von wo aus dann das fluide Medium in Radialrichtung nach außen in Strömungsspalte 34 zwischen den einander benachbarten Tellern 30 strömt. Eine umgekehrte Strömungsrichtung des fluiden Mediums im Betrieb des Rotors 1 ist auch möglich.
  • Der Abscheidemechanismus von Rotoren 1 der hier diskutierten Art in Zentrifugalabscheidern ist bekannt und muss daher hier nicht weiter erläutert werden.
  • Die Teller 30 weisen Abstandshalter 4, 5 auf, die im Tellerstapel 3 je zwei benachbarte Teller 30 unter Ausbildung des zwischenliegenden Strömungsspalts 34 mit einem vorgebbaren Spaltmaß auf Abstand voneinander halten.
  • Die Besonderheit der Teller 30 des Tellerstapels 3 ist, dass jeder Teller 30 zwei derart unterschiedliche, in Umfangsrichtung der Teller 30 voneinander beabstandete erste und zweite Abstandshalter 4, 5 aufweist, dass mit unterschiedlichen Verdrehstellungen benachbarter Teller 30 relativ zueinander im Tellerstapel 3 zwei unterschiedliche Abstände mit unterschiedlichen Spaltmaßen h1, h2 des Strömungsspalts 34 zwischen den benachbarten Tellern 30 herstellbar sind, wie insbesondere in Figur 3 sichtbar ist.
  • Die zwei verschiedenen ersten und zweiten Abstandshalter 4, 5 sind hier durch zwei verschiedene in die Teller 30 eingeformte oder eingeprägte, jeweils auf der einen Tellerseite, hier der Unterseite, eine Erhöhung und auf der anderen Tellerseite, hier der Oberseite, eine Eintiefung ausbildende, paarweise in Radialrichtung hintereinander angeordnete Höcker gebildet.
  • In Umfangsrichtung der Teller 30 gesehen sind hierbei die ersten Abstandshalter 4 und die zweiten Abstandshalter 5 mit einem Winkelabstand β von 60° voneinander beabstandet. Dieser Winkelabstand β ist damit mit dem Rasterwinkelabstand α der Eingriffs- und Gegenkonturen 21, 31 identisch.
  • Die die ersten und zweiten Abstandshalter 4, 5 bildenden Höcker unterscheiden sich hier sowohl durch ihre Höhe als auch durch ihre radiale Position auf dem Teller 30. Die die ersten Abstandshalter 4 bildenden Höcker haben eine größere axiale Tiefe und liegen in Radialrichtung gesehen etwas weiter außen. Die die zweiten Abstandshalter 5 bildenden Höcker haben eine kleinere axiale Tiefe und liegen in Radialrichtung gesehen etwas weiter innen als die die ersten Abstandshalter 4 bildenden Höcker.
  • Wenn, wie in Figur 3 die beiden oberen unmittelbar benachbarten Teller 30, diese in einer relativen Verdrehstellung im Tellerstapel 3 angeordnet sind, in der die ersten Abstandshalter 4 des einen, unteren Tellers 30 deckungsgleich mit den zweiten Abstandshaltern 5 des anderen, oberen Tellers 30 liegen, dann haben die beiden benachbarten Teller 30 einen kleineren Abstand mit einem Spaltmaß h1 des zwischenliegenden Strömungsspalts 34.
  • Wenn, wie in Figur 3 die beiden unteren unmittelbar benachbarten Teller 30, diese in einer relativen Verdrehstellung im Tellerstapel 3 angeordnet sind, in der die ersten Abstandshalter 4 des einen Tellers 30 deckungsgleich mit den ersten Abstandshaltern 4 des anderen Tellers 30 liegen, dann haben die beiden benachbarten Teller 30 einen größeren Abstand mit einem Spaltmaß h2 des zwischenliegenden Strömungsspalts 34.
  • Zum Verändern des Spaltmaßes h zwischen zwei einander benachbarten Tellern 30 genügt ein um den Abstandshalterwinkelabstand β verdrehtes Aufsetzen des einen Tellers 30, wobei hier der Abstandshalterwinkelabstand β mit dem Rasterwinkelabstand α identisch ist.
  • In der Figur 3 sind die Abstände der Teller 30 voneinander aus Gründen der Erkennbarkeit übertrieben groß dargestellt. In der Realität beträgt das Spaltmaß h zwischen zwei einander benachbarten Tellern 30 oft nur einige zehntel Millimeter.
  • Die identischen Teller 30 innerhalb des Tellerstapels 3 des Rotors 1 können also unterschiedliche Abstände voneinander mit unterschiedlichen Spaltmaßen h1, h2 der Strömungsspalte 34 aufweisen. Dies kann beispielsweise vorteilhaft dazu genutzt werden, in einem zuströmungsnahen Bereich des Rotors 1 die Teller 30 mit einem kleineren axialen Abstand voneinander mit einem kleineren Spaltmaß h1 und in einem zuströmungsfernen Bereich des Rotors 1 die Teller 30 mit einem größeren axialen Abstand voneinander mit einem größeren Spaltmaß h2 anzuordnen, um die Durchströmung des Tellerstapels 3 zu vergleichmäßigen.
  • Es besteht auch die Möglichkeit, dass innerhalb des Tellerstapels 3 einer ersten Rotorausführung alle Teller 30 einen ersten, kleineren axialen Abstand voneinander mit einem kleineren Spaltmaß h1 aufweisen und dass innerhalb des Tellerstapels 3 einer zweiten Rotorausführung mit zu der ersten Rotorausführung identischen Tellern 30 alle Teller 30 einen zweiten, größeren axialen Abstand voneinander mit einem größeren Spaltmaß h2 aufweisen.
  • Die Figuren 4 bis 7 zeigen den Rotor 1 in einer zweiten Ausführung. Unterschiedlich zur ersten Ausführung des Rotors 1 ist, dass die die ersten und zweiten Abstandshalter 4, 5 bildenden Höcker kleiner und in Form von radial verlaufenden Höckerreihen mit je vier Höckern ausgeführt sind. Auf diese Weise werden mehr Berührungspunkte zwischen den jeweils einander benachbarten Tellern 30 im Tellerstapel 3 gebildet, was dessen Formstabilität im Betrieb mit hohen Drehzahlen zugutekommt.
  • Die die ersten und zweiten Abstandshalter 4, 5 bildenden Höcker unterscheiden sich auch hier sowohl durch ihre Höhe als auch durch ihre radiale Position auf dem Teller 30. Die die ersten Abstandshalter 4 bildenden Höcker haben eine größere axiale Tiefe und liegen in Radialrichtung gesehen etwas weiter außen. Die die zweiten Abstandshalter 5 bildenden Höcker haben eine kleinere axiale Tiefe und liegen in Radialrichtung gesehen etwas weiter innen.
  • In Umfangsrichtung der Teller 30 gesehen liegt auch hier zwischen den ersten Abstandshaltern 4 und den zweiten Abstandshaltern 5 ein Winkelabstand β von 60°.
  • Dieser Winkelabstand β ist damit mit dem Rasterwinkelabstand α der Eingriffs- und Gegenkonturen 21, 31 identisch.
  • Wenn, wie in Figur 7 die beiden unteren unmittelbar benachbarten Teller 30, diese in einer relativen Verdrehstellung im Tellerstapel 3 angeordnet sind, in der die ersten Abstandshalter 4 des einen Tellers 30 deckungsgleich mit den ersten Abstandshaltern 4 des anderen Tellers 30 liegen, dann haben die beiden benachbarten Teller 30 einen kleineren Abstand mit einem Spaltmaß h1 des zwischenliegenden Strömungsspalts 34.
  • Wenn hier, wie in Figur 7 die beiden oberen unmittelbar benachbarten Teller 30, diese in einer relativen Verdrehstellung im Tellerstapel 3 angeordnet sind, in der die ersten Abstandshalter 4 des einen, hier unteren Tellers 30 deckungsgleich mit den zweiten Abstandshaltern 5 des anderen, hier oberen Tellers 30 liegen, dann haben die beiden benachbarten Teller 30 einen größeren Abstand mit einem Spaltmaß h2 des zwischenliegenden Strömungsspalts 34.
  • In seinen weiteren Merkmalen und Eigenschaften stimmt der Rotor 1 nach den Figuren 4 bis 7 mit dem Ausführungsbeispiel nach den Figuren 1 bis 3 überein, auf deren Beschreibung daher verwiesen wird.
  • Die Figuren 8 bis 11 zeigen den Rotor 1 in einer dritten Ausführung. Unterschiedlich zu den zuvor beschriebenen Ausführungen des Rotors 1 ist, dass nun die ersten und zweiten Abstandshalter 4, 5 durch an den Tellern 30 angebrachte oder angeformte, Erhöhungen ausbildende Stege gebildet sind. Die durch die Stege gebildeten Abstandshalter 4, 5 verlaufen hier gradlinig in Radialrichtung. Alternativ können die Abstandshalter 4, 5 auch gebogen verlaufen.
  • Die die ersten Abstandshalter 4 bildenden Stege, hier drei Stück, sind oberseitig an dem Teller 30 angeordnet und die die zweiten Abstandshalter 5 bildenden Stege, ebenfalls drei Stück, sind unterseitig an dem Teller 30 angeordnet. Außerdem sind hier die die ersten Abstandshalter 4 bildenden Stege relativ zu den die zweiten Abstandshalter 5 bildenden Stegen oder Noppen in Umfangsrichtung des Tellers 30 versetzt. Der Winkelabstand β der drei die ersten Abstandshalter 4 bildenden Stege zueinander beträgt hier jeweils 120°. Der Winkelabstand β der drei die zweiten Abstandshalter 5 bildenden Stege beträgt hier ebenfalls 120°. Der Winkelabstand zwischen jeweils einem ersten Abstandshalter 4 und einem zweiten Abstandshalter 5 innerhalb des Tellers 30 beträgt 60°. Dieser Winkel von 60° entspricht dem Rasterwinkelabstand α der verschiedenen relativen Verdrehpositionen des Tellers 30 zur zentralen Welle 10, in denen die beiden mittels der Eingriffskontur 21 und der Gegenkontur 31 in Eingriff miteinander bringbar sind.
  • Wenn, wie in Figur 10 und vergrößert dargestellt in Figur 11 die beiden obersten unmittelbar benachbarten Teller 30, diese in einer relativen Verdrehstellung im Tellerstapel 3 angeordnet sind, in der die zweiten Abstandshalter 5 des einen, oberen Tellers 30 deckungsgleich mit den zweiten Abstandshaltern 5 des anderen, unteren Tellers 30 liegen, dann haben diese beiden benachbarten Teller 30 einen kleineren Abstand mit einem Spaltmaß h1 des zwischenliegenden Strömungsspalts 34. Dabei entspricht das Spaltmaß h1 der Höhe der einzelnen durch die hier untereinander identischen Stege gebildeten Abstandshalter 4, 5.
  • Wenn, wie in Figur 10 und vergrößert dargestellt in Figur 11, der von oben gesehen zweite und dritte Teller 30 in einer relativen Verdrehstellung im Tellerstapel 3 angeordnet sind, in der die ersten Abstandshalter 4 des einen, hier unteren Tellers 30 deckungsgleich mit den zweiten Abstandshaltern 5 des anderen, hier oberen Tellers 30 liegen, dann haben die beiden benachbarten Teller 30 einen größeren Abstand mit einem Spaltmaß h2 des zwischenliegenden Strömungsspalts 34. Dabei entspricht das Spaltmaß h2 hier der addierten Höhe der aufeinanderliegenden, durch die Stege gebildeten Abstandshalter 4 und 5.
  • In seinen weiteren Merkmalen und Eigenschaften stimmt der Rotor 1 nach den Figuren 8 bis 11 mit dem Ausführungsbeispiel nach den Figuren 1 bis 3 überein, auf deren Beschreibung daher verwiesen wird.
  • Die Figuren 12 bis 15 zeigen den Rotor 1 in einer vierten Ausführung. Übereinstimmend mit dem zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel des Rotors 1 nach Figur 8 bis 11 sind auch hier die ersten und zweiten Abstandshalter 4, 5 durch an den Tellern 30 angebrachte oder angeformte, Erhöhungen ausbildende Stege gebildet.
  • Die die ersten Abstandshalter 4 bildenden Stege, hier drei Stück, sind oberseitig an dem Teller 30 angeordnet und die die zweiten Abstandshalter 5 bildenden Stege, ebenfalls drei Stück, sind unterseitig an dem Teller 30 angeordnet. Anders als bei dem zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel des Rotors 1 nach Figur 8 bis 11 sind hier die die ersten Abstandshalter 4 bildenden oberseitigen Stege deckungsgleich mit den die zweiten Abstandshalter 5 bildenden unterseitigen Stegen angeordnet. Der Winkelabstand β der drei die ersten Abstandshalter 4 bildenden Stege zueinander beträgt hier jeweils 120°. Der Winkelabstand β der drei die zweiten Abstandshalter 5 bildenden Stege beträgt hier ebenfalls jeweils 120°. Der Winkelabstand β zwischen je zwei Abstandshaltern 4, 5 entspricht hier also dem doppelten Rasterwinkelabstand α der verschiedenen relativen Verdrehpositionen des Tellers 30 zur zentralen Welle 10, in denen die beiden mittels der Eingriffskontur 21 und der Gegenkontur 31 in Eingriff miteinander bringbar sind.
  • Wenn, wie in Figur 14 und vergrößert in Figur 15 am Beispiel des zweiten und dritten Tellers 30 von oben dargestellt, die beiden Teller 30 in einer relativen Verdrehstellung zueinander im Tellerstapel 3 angeordnet sind, in der die ersten Abstandshalter 4 des einen, oberen Tellers 30 nicht deckungsgleich mit den zweiten Abstandshaltern 5 des anderen, unteren Tellers 30 liegen, sondern relativ zueinander um den Rasterwinkelabstand α = 60° zueinander verdreht sind, dann haben diese beiden benachbarten Teller 30 einen kleineren axialen Abstand mit einem Spaltmaß h1 des zwischenliegenden Strömungsspalts 34. Dabei entspricht das Spaltmaß h1 der Höhe der einzelnen durch die hier untereinander identischen Stege gebildeten Abstandshalter 4, 5.
  • Wenn, wie in Figur 10 und vergrößert in Figur 11 am Beispiel des dritten und vierten Tellers 30 von oben dargestellt, die beiden Teller 30 in einer relativen Verdrehstellung zueinander im Tellerstapel 3 angeordnet sind, in der die ersten Abstandshalter 4 des einen, hier unteren Tellers 30 deckungsgleich mit den zweiten Abstandshaltern 5 des anderen, hier oberen Tellers 30 liegen, dann haben die beiden benachbarten Teller 30 einen größeren axialen Abstand mit einem Spaltmaß h2 des zwischenliegenden Strömungsspalts 34. Dabei entspricht das Spaltmaß h2 hier der addierten Höhe der aufeinanderliegenden, durch die Stege gebildeten Abstandshalter 4 und 5.
  • In seinen weiteren Merkmalen und Eigenschaften stimmt der Rotor 1 nach den Figuren 12 bis 15 mit dem Ausführungsbeispiel nach den Figuren 8 bis 11 überein, auf deren Beschreibung daher verwiesen wird.
  • Die Figuren 16 bis 20 zeigen Teller 30 und den Rotor 1 in einer weiteren Ausführung. Übereinstimmend mit dem zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel des Rotors 1 nach Figur 12 bis 15 sind auch hier die ersten und zweiten Abstandshalter 4, 5 durch an den Tellern 30 angebrachte oder angeformte, Erhöhungen ausbildende Stege gebildet.
  • Die die ersten Abstandshalter 4 bildenden Stege, hier drei Stück, sind oberseitig an dem Teller 30 angeordnet und die die zweiten Abstandshalter 5 bildenden Stege, ebenfalls drei Stück, sind unterseitig an dem Teller 30 angeordnet. Auch hier sind die die ersten Abstandshalter 4 bildenden oberseitigen Stege deckungsgleich mit den die zweiten Abstandshalter 5 bildenden unterseitigen Stegen angeordnet. Der Winkelabstand β der drei die ersten Abstandshalter 4 bildenden Stege zueinander beträgt hier jeweils 120°. Der Winkelabstand β der drei die zweiten Abstandshalter 5 bildenden Stege ist gleich groß und beträgt hier ebenfalls jeweils 120°.
  • Unterschiedlich zu den zuvor beschriebenen Ausführungsbeispielen ist bei dem Beispiel nach den Figuren 16 bis 24, dass am Innenumfang der Teller 30 die Gegenkontur 31 geändert ist. Hier sind für die Gegenkontur 31 zwei einander überlagerte, in Umfangsrichtung gegeneinander um einen Versatzwinkel δ versetzten Winkelraster vorgesehen. Dabei weisen die beiden Winkelraster jeweils einen gleichmäßigen übereinstimmenden Rasterwinkelabstand α auf, hier 60°. Der Rasterwinkelabstand α kann auch einen anderen Wert aufweisen; er entspricht aber immer einem ganzzahligen Bruchteil von 360°. Der Versatzwinkel δ ist kleiner als die Hälfte des Rasterwinkelabstands a; hier beträgt der Versatzwinkel δ 15°.
  • Hiermit wird erreicht, dass die in Umfangsrichtung voneinander beabstandeten Verdrehstellungen, in denen die Eingriffskontur 21 und die Gegenkontur 31 in Eingriff miteinander bringbar sind, in zwei einander überlagerten, in Umfangsrichtung gegeneinander um den Versatzwinkel δ versetzten Winkelrastern liegen. Im Vergleich mit den zuvor beschriebenen Ausführungsbeispielen ergibt sich hier also die doppelte Anzahl von relativen Verdrehstellungen zwischen der zentralen Welle 2 und jeweils einem Teller 30, in denen deren Eingriffskontur 21 und Gegenkontur 31 in Eingriff miteinander bringbar sind.
  • Somit können die Abstandshalter 4, 5 zweier einander im Tellerstapel 3 benachbarter Teller 30 entweder zueinander deckungsgleich positioniert werden, um einen axialen Abstand der beiden Teller 30 mit einem größeren Spaltmaß h2 zwischen ihnen herzustellen, oder in zwei verschiedenen Abständen voneinander in Umfangsrichtung jeweils in Nicht-Deckung zueinander positioniert werden, um einen axialen Abstand der beiden Teller 30 mit einem kleineren Spaltmaß h1 zwischen ihnen herzustellen.
  • Bei Wahl des kleinen Spaltmaßes h1 liegen die in Umfangsrichtung einander benachbarten Abstandshalter 4, 5 zweier einander im Tellerstapel 3 axial benachbarter Teller 30 nur um den Versatzwinkel δ, im gezeigten Beispiel also um 15°, auseinander. Alternativ können die in Umfangsrichtung benachbarten Abstandshalter 4, 5 zweier einander im Tellerstapel 3 axial benachbarter Teller 30 auch um den Rasterwinkelabstand a, hier 60°, oder um einen Winkel α - δ, also hier 45°, voneinander beabstandet positioniert werden. Es wird hier also eine große Flexibilität bei der Gestaltung des Tellerstapels 3 erzielt.
  • Wenn, wie in Figur 18 und vergrößert in den Figuren 19 und 20 jeweils am Beispiel des zweiten und dritten Tellers 30 von oben dargestellt, die beiden Teller 30 in einer relativen Verdrehstellung zueinander im Tellerstapel 3 angeordnet sind, in der die Abstandshalter 4, 5 der beiden Teller 30 nicht deckungsgleich zueinander liegen, sondern relativ zueinander außer Deckung verdreht sind, dann haben diese beiden benachbarten Teller 30 einen kleineren axialen Abstand mit einem Spaltmaß h1 des zwischenliegenden Strömungsspalts 34.
  • Wenn, wie links in Figur 18 und vergrößert in Figur 19 am Beispiel des ersten und zweiten Tellers 30 von oben dargestellt, die beiden Teller 30 in einer relativen Verdrehstellung zueinander im Tellerstapel 3 angeordnet sind, in der die ersten Abstandshalter 4 des einen, hier unteren Tellers 30 deckungsgleich mit den zweiten Abstandshaltern 5 des anderen, hier oberen Tellers 30 liegen, dann haben die beiden benachbarten Teller 30 einen größeren axialen Abstand mit einem Spaltmaß h2 des zwischenliegenden Strömungsspalts 34.
  • In den Figuren 18 bis 20 sind aus Gründen der Übersichtlichkeit jeweils nur wenige Teller 30 dargestellt; in der Praxis bestehen Tellerstapel 30 aus einer wesentlich größeren, oft dreistelligen, Zahl von Tellern 30.
  • Die Figuren 21 bis 24 schließlich zeigen zwei verschiedene Ausführungen der zentralen Welle 2, jeweils im Längsschnitt und im Querschnitt.
  • Bei der ersten Ausführung nach den Figuren 21 und 22 besitzt die Welle 2 auf ihrem Außenumfang als Eingriffskontur 21 zur verdrehfesten Aufnahme von Tellern 30 sechs parallel zueinander in Wellenlängsrichtung verlaufende, in Umfangsrichtung der Welle 2 gleichmäßig voneinander beabstandete, nach außen weisende Zähne.
  • Bei diesem ersten Beispiel der Welle 2 beträgt der Abstand der Zähne der Eingriffskontur 21 in Umfangsrichtung der Welle 2 jeweils 60°, entspricht also dem zuvor erläuterten Rasterwinkelabstand a.
  • Bei der zweiten Ausführung der Welle 2 nach den Figuren 23 und 24 besitzt die Welle 2 auf ihrem Außenumfang als Eingriffskontur 21 zur verdrehfesten Aufnahme von Tellern 30 drei parallel zueinander in Wellenlängsrichtung verlaufende, in Umfangsrichtung der Welle 2 gleichmäßig voneinander beabstandete, nach außen weisende Zähne.
  • Bei diesem zweiten Beispiel der Welle 2 beträgt der Abstand der Zähne der Eingriffskontur 21 in Umfangsrichtung der Welle 2 jeweils 120°, entspricht also dem Zweifachen des zuvor erläuterten Rasterwinkelabstands a.
  • Auf die Anzahl der möglichen relativen Eingriffsstellungen von zentraler Welle 2 und Tellern 30 hat hier die Anzahl der die Eingriffskontur 21 bildenden Zähne an der Welle 2 keinen Einfluss. Die konkrete Gestaltung von Eingriffskontur 21 und Gegenkontur 31, z. B. die Anzahl und/oder Größe der die Eingriffskontur 21 der Welle 2 bildenden Zähne und der dazu passenden, die Gegenkontur 31 bildenden Ausnehmungen am Innenumfang der Teller, richtet sich insbesondere nach den im Betrieb des Rotors 1 zwischen den Tellern 30 und der Welle 2 auftretenden mechanischen Belastungen.
  • Mit allen vorstehend beschriebenen Ausführungen der Teller 30 können mit untereinander vollkommen gleichen Tellern 30 und identischen zentralen Wellen 2 Rotoren 1 mit Tellerstapeln 30 gebildet werden, deren Teller 30 unterschiedliche axiale Abstände voneinander aufweisen und die somit unterschiedlich große Spaltmaße h für die Strömungsspalte 34 zur Verfügung stellen. Bezugszeichenliste:
    Zeichen Bezeichnung
    1 Rotor
    10 Drehachse
    2 zentrale Welle
    21 Eingriffskontur außen an 2 zu 31
    3 Tellerstapel
    30 Teller
    31 Gegenkontur innen an 30 zu 21
    32 Strömungsöffnungen in 30
    33 radial äußerer Rand von 30
    34 Strömungsspalt
    4 erste Abstandshalter
    5 zweite Abstandshalter
    h, h1, h2 Spaltmaße
    α Rasterwinkelabstand von 21,31
    β Abstandshalterwinkelabstand
    δ Versatzwinkel

Claims (17)

  1. Rotor (1) eines Zentrifugalabscheiders, wobei der Rotor (1) eine zentrale Welle (2) aufweist, auf der ein Tellerstapel (3) aus mehreren identischen Tellern (30) angeordnet ist, wobei die Welle (2) an ihrem Außenumfang eine Eingriffskontur (21) für einen verdrehfesten, axial verschieblichen Eingriff mit einer Gegenkontur (31) am Innenumfang der Teller (30) des Tellerstapels (3) aufweist, wobei die Eingriffskontur (21) und die Gegenkontur (31) in mehreren in Umfangsrichtung voneinander beabstandeten Verdrehstellungen in Eingriff miteinander bringbar sind und wobei jeder Teller (30) in Tellerumfangsrichtung voneinander beabstandete Abstandshalter (4, 5) aufweist, die je zwei benachbarte Teller (30) unter Ausbildung eines zwischenliegenden Strömungsspalts (34) mit einem vorgebbaren Spaltmaß (h) auf axialem Abstand voneinander halten,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Abstandshalter (4, 5) der Teller (30) so ausgebildet und angeordnet sind, dass mit unterschiedlichen Verdrehstellungen einander benachbarter Teller (30) relativ zueinander im Tellerstapel (3) wenigstens zwei unterschiedliche axiale Abstände mit unterschiedlichen Spaltmaßen (h1, h2) des Strömungsspalts (34) zwischen den benachbarten Tellern (30) einstellbar sind und
    dass die in Umfangsrichtung voneinander beabstandeten Verdrehstellungen, in denen die Eingriffskontur (21) und die Gegenkontur (31) in Eingriff miteinander bringbar sind, in zwei einander überlagerten, in Umfangsrichtung gegeneinander um einen Versatzwinkel (δ) versetzten Winkelrastern liegen, wobei die beiden Winkelraster jeweils einen gleichmäßigen übereinstimmenden Rasterwinkelabstand (α) aufweisen, wobei der Rasterwinkelabstand (α) einem ganzzahligen Bruchteil von 360° entspricht und wobei der Versatzwinkel (δ) kleiner als die Hälfte des Rasterwinkelabstands (α) ist.
  2. Rotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Teller (30) erste und zweite Abstandshalter (4, 5) aufweist und dass sich die ersten und zweiten Abstandshalter (4, 5) durch ihre Höhe und/oder durch ihre radiale Position auf dem Teller (30) unterscheiden.
  3. Rotor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten und zweiten Abstandshalter (4, 5) durch zwei verschiedene in die Teller (30) eingeformte oder eingeprägte, jeweils auf der einen Tellerseite eine Erhöhung und auf der anderen Tellerseite eine Eintiefung ausbildende Höcker oder Sicken gebildet sind.
  4. Rotor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die in Umfangsrichtung des Tellers (30) voneinander beabstandeten Abstandhalter (4, 5) jeweils als Einzelhöcker oder als radial verlaufende Reihe aus jeweils mehreren Höckern ausgebildet sind.
  5. Rotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Teller (30) erste und zweite Abstandshalter (4, 5) aufweist und dass die ersten und zweiten Abstandshalter (4, 5) durch an den Tellern (30) angebrachte oder angeformte, Erhöhungen ausbildende Stege oder Noppen gebildet sind.
  6. Rotor nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die die ersten Abstandshalter (4) bildenden Stege oder Noppen oberseitig an dem Teller (30) angeordnet sind, dass die die zweiten Abstandshalter (5) bildenden Stege oder Noppen unterseitig an dem Teller (30) angeordnet sind und dass die die ersten Abstandshalter (4) bildenden Stege oder Noppen relativ zu den die zweiten Abstandshalter (5) bildenden Stegen oder Noppen in Umfangsrichtung des Tellers (30) versetzt sind.
  7. Rotor nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die die ersten Abstandshalter (4) bildenden Stege oder Noppen oberseitig an dem Teller (30) angeordnet sind, dass die die zweiten Abstandshalter (5) bildenden Stege oder Noppen unterseitig an dem Teller (30) angeordnet sind, dass die die ersten Abstandshalter (4) bildenden Stege oder Noppen zu den die zweiten Abstandshalter (5) bildenden Stegen oder Noppen deckungsgleich angeordnet sind und dass der Winkelabstand (β) der in Umfangsrichtung der Teller (30) voneinander beabstandeten Abstandshalter (4, 5) dem doppelten Rasterwinkelabstand (α) entspricht.
  8. Rotor nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die die ersten Abstandshalter (4) bildenden, oberseitig an dem Teller (30) angeordneten Stege oder Noppen und die die zweiten Abstandshalter (5) bildenden, unterseitig an dem Teller (30) angeordneten Stege oder Noppen untereinander identisch sind.
  9. Rotor nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb des Tellerstapels (3) einer ersten Rotorausführung alle Teller (30) einen ersten, kleineren axialen Abstand voneinander mit einem kleineren Spaltmaß (h1) aufweisen und dass innerhalb des Tellerstapels (3) einer zweiten Rotorausführung mit zu der ersten Rotorausführung identischen Tellern (30) alle Teller (30) einen zweiten, größeren axialen Abstand voneinander mit einem größeren Spaltmaß (h2) aufweisen.
  10. Rotor nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Teller (30) innerhalb des Tellerstapels (3) des Rotors (1) unterschiedliche axiale Abstände aufweisen.
  11. Rotor nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Teller (30) innerhalb des Tellerstapels (3) des Rotors (1) in einem zuströmungsnahen Bereich des Rotors (1) einen kleineren axialen Abstand voneinander mit einem kleineren Spaltmaß (h1) und in einem zuströmungsfernen Bereich des Rotors (1) einen größeren axialen Abstand voneinander mit einem größeren Spaltmaß (h2) aufweisen.
  12. Rotor nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Eingriffskontur (21) und die Gegenkontur (31) in zwei bis sechzehn, vorzugsweise sechs bis zwölf, in Umfangsrichtung der zentralen Welle (2) und der Teller (30) voneinander beabstandeten Verdrehstellungen in Eingriff miteinander bringbar sind.
  13. Rotor nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Teller (30) Drückstanzteile aus Metallblech oder Spritzgussteile aus Kunststoff sind.
  14. Rotor nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Eingriffskontur (21) am Außenumfang der Welle (2) durch eine Anzahl von n in Längsrichtung der Welle (2) verlaufenden, nach radial außen vorragenden Zähnen gebildet ist und dass die Gegenkontur (31) am Innenumfang der Teller (30) durch eine Anzahl von n oder 2 x n zu den Zähnen passenden, radial nach außen hin weisenden Ausnehmungen gebildet ist.
  15. Rotor nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl n zwischen 2 und 8, vorzugsweise 3 bis 6, beträgt.
  16. Zentrifugalabscheider, dadurch gekennzeichnet, dass dieser einen Rotor (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 15 aufweist.
  17. Zentrifugalabscheider nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass er ein Ölnebelabscheider für das Kurbelgehäuseentlüftungsgas einer Brennkraftmaschine ist.
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