DE112019005092T5

DE112019005092T5 - Rotierender Abscheider mit einer einzigen Anordnungsausrichtung und integrierter Ausgleichsmasse

Info

Publication number: DE112019005092T5
Application number: DE112019005092.3T
Authority: DE
Inventors: Bradley A. Smith; Benjamin L. Scheckel; Chirag D. Parikh
Original assignee: Cummins Filtration IP Inc
Current assignee: Cummins Filtration IP Inc
Priority date: 2018-10-11
Filing date: 2019-10-11
Publication date: 2021-07-15
Also published as: CN112888507A; WO2020077172A1; US20210381411A1; CN112888507B; KR102547166B1; US11952926B2; KR20210053981A

Abstract

Rotierender Abscheider einschließlich eines Filterelements, das sich axial entlang einer Längsachse erstreckt und eine erste Endplatte, eine zweite Endplatte und ein Abscheideelement einschließt. Die erste Endplatte schließt ein zentrales Rohr ein. Die zweite Endplatte ist an die erste Endplatte gekoppelt und schließt eine zentrale Öffnung ein, die einen Umfang aufweist und das zentrale Rohr aufnimmt. Das Filterelement schließt auch einen sich axial erstreckenden Schlitz und einen sich axial erstreckenden Vorsprung ein, die auf einer von der ersten Endplatte und der zweiten Endplatte positioniert und dazu konfiguriert sind, ineinander einzugreifen. Die erste und die zweite Endplatte bilden bei Aneinanderkopplung einen Innenhohlraum. Der rotierende Abscheider schließt eine Filterstruktur ein, die innerhalb des Innenhohlraums positioniert ist.

Description

QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNGEN
Die Anmeldung beansprucht die Priorität und den Vorteil der vorläufigen US-Patentanmeldung Nr. 62/744.240 , eingereicht am 11. Oktober 2018, deren Inhalt hierin durch Bezugnahme in seiner Gesamtheit aufgenommen ist.
TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf rotierende Abscheider zum Filtern von Fluiden in Verbrennungsmotorsystemen.
HINTERGRUND
Während Betrieb eines Verbrennungsmotors kann ein Teil von Verbrennungsgasen, auch Leckgase genannt, aus dem Verbrennungszylinder in das Kurbelgehäuse des Motors strömen. Die Leckgase können eine Mischung aus Aerosolen, Ölen und Luft einschließen. Die Leckgase werden in der Regel über ein Kurbelgehäuseentlüftungssystem aus dem Kurbelgehäuse geleitet. Das Kurbelgehäuseentlüftungssystem kann die Leckgase durch einen rotierenden Abscheider leiten, um einen Großteil der in den Leckgasen enthaltenen Aerosole und Öle zu entfernen. Die gefilterten Leckgase werden dann entweder an die Umgebung entlüftet (in offenen Kurbelgehäuseentlüftungssystemen) oder zum Lufteinlass für den Verbrennungsmotor zur weiteren Verbrennung zurückgeleitet (in geschlossenen Kurbelgehäuseentlüftungssystemen). Bei rotierenden Abscheidern werden die Verunreinigungen (z. B. durch Leckgase suspendierte und transportierte Öltröpfchen) mindestens teilweise durch Zentrifugalabscheidungstechniken abgeschieden.
Rotierende Abscheider schließen ein Abscheideelement ein, das eine Filterstruktur, wie Filtermedien, Stapel von Abscheidekegeln, Stapel von Abscheidescheiben oder eine Kombination davon, einschließen kann. Herkömmliche rotierende Abscheiderendplatten können in mehreren Ausrichtungen zusammengesetzt werden. Diese unterschiedlichen Ausrichtungen können bei dem herkömmlichen rotierenden Abscheider einen signifikanten Umfang der Abweichung der Ungleichgewichtszustände veranlassen.
KURZDARSTELLUNG
Verschiedene Ausführungsbeispiele beziehen sich auf einen rotierenden Abscheider einschließlich eines Filterelements, das sich axial entlang einer Längsachse erstreckt und eine erste Endplatte, eine zweite Endplatte und ein Abscheideelement aufweist. Die erste Endplatte schließt ein zentrales Rohr ein. Die zweite Endplatte ist an die erste Endplatte gekoppelt und schließt eine zentrale Öffnung ein, die einen Umfang aufweist und das zentrale Rohr aufnimmt. Das Filterelement schließt auch einen sich axial erstreckenden Schlitz und einen sich axial erstreckenden Vorsprung ein, die auf einer von der ersten Endplatte und der zweiten Endplatte positioniert sind. Der sich axial erstreckende Vorsprung ist dazu konfiguriert, in den sich axial erstreckenden Schlitz einzugreifen. Die erste und die zweite Endplatte bilden bei Aneinanderkopplung einen Innenhohlraum. Der rotierende Abscheider schließt eine Filterstruktur ein, die innerhalb des Innenhohlraums positioniert ist.
Andere Ausführungsbeispiele beziehen sich auf ein Filterelement, das sich axial entlang einer Längsachse erstreckt und eine erste eine zweite Endplatte aufweist. Die erste Endplatte schließt ein zentrales Rohr ein. Die zweite Endplatte ist an die erste Endplatte gekoppelt und schließt eine zentrale Öffnung ein, die einen Umfang aufweist und das zentrale Rohr aufnimmt. Das Filterelement schließt auch einen sich axial erstreckenden Schlitz und einen sich axial erstreckenden Vorsprung ein, die auf einer von der ersten Endplatte und der zweiten Endplatte positioniert sind. Der sich axial erstreckende Vorsprung ist dazu konfiguriert, in den sich axial erstreckenden Schlitz einzugreifen.
Andere Ausführungsbeispiele beziehen sich auf einen rotierenden Abscheider einschließlich eines Filterelements, das sich axial entlang einer Längsachse erstreckt und eine erste Endplatte, eine zweite Endplatte und eine Filterstruktur aufweist. Der rotierende Abscheider schließt auch eine zentrale Nabe ein. Die erste Endplatte schließt eine erste zentrale Öffnung ein. Die zweite Endplatte ist an die erste Endplatte gekoppelt, wobei darin ein Innenhohlraum gebildet wird, und schließt eine zweite zentrale Öffnung ein. Die zentrale Nabe ist axial zwischen der ersten Endplatte und der zweiten Endplatte positioniert und an sie gekoppelt. Die zentrale Nabe schließt ein zentrales Rohr ein, das sich entlang der Längsachse erstreckt. Das Filterelement schließt ferner einen ersten sich axial erstreckenden Schlitz und einen zweiten sich axial erstreckenden Schlitz ein. Das Filterelement schließt ferner einen ersten Vorsprung und einen zweiten Vorsprung ein. Der erste und der zweite Vorsprung und der erste und der zweite Schlitz sind in einigen Kombination davon auf einer der ersten Endplatte, der zweiten Endplatte und des zentralen Rohrs positioniert. Der erste und der zweite Vorsprung sind dazu konfiguriert, in den ersten bzw. den zweiten sich axial erstreckenden Schlitz eingreifen. Eine Filterstruktur ist innerhalb des Innenhohlraums positioniert und dazu konfiguriert, eine Verunreinigung aus einem Fluid zu filtern.
Bei verschiedenen hierin erläuterten Ausführungsformen können die Auswirkungen einer Teil-zu-Teil-Abweichung durch Beschränken der Anordnung des rotierenden Abscheiders auf eine einzige Ausrichtung minimiert werden. Dies führt zu einer höheren Konsistenz der Lage und des Umfangs der Ausgleichsmasse, sodass die Notwendigkeit eines Durchführens eines Elementausgleichens drastisch reduziert werden oder sogar entfallen kann.
Diese und andere Merkmale sowie die Organisation und Art ihrer Betätigung werden aus der folgenden ausführlichen Beschreibung in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen deutlich, wobei gleiche Elemente in den verschiedenen, nachstehend beschriebenen Zeichnungen durchgehend gleiche Bezugszeichen haben.
Figurenliste

1 zeigt eine Querschnittsansicht eines rotierenden Abscheiders gemäß einem Ausführungsbeispiel.
2 zeigt eine Querschnittsansicht des rotierenden Abscheiders von 1 vor einer endgültigen Zusammensetzung.
3 zeigt eine auseinandergezogene Ansicht des rotierenden Abscheiders von 1.
4 zeigt eine Querschnittsansicht der unteren Endplatte des rotierenden Abscheiders von 1.
5 zeigt eine Draufsicht auf die untere Endplatte des rotierenden Abscheiders von 1.
6 zeigt eine perspektivische Unteransicht der unteren Endplatte des rotierenden Abscheiders von 1.
7 zeigt eine Querschnittsansicht der oberen Endplatte des rotierenden Abscheiders von 1.
8 zeigt eine Unteransicht der oberen Endplatte des rotierenden Abscheiders von 1.
9 zeigt eine perspektivische Unteransicht der oberen Endplatte des rotierenden Abscheiders von 1.
10 zeigt eine perspektivische Querschnittsansicht eines rotierenden Abscheiders gemäß einem Ausführungsbeispiel.
11 zeigt eine Querschnittsansicht des rotierenden Abscheiders von 10 vor einer endgültigen Zusammensetzung.
12 zeigt eine Querschnittsansicht der zentralen Nabe des rotierenden Abscheiders von 10.
13 zeigt eine Querschnittsansicht der zentralen Nabe des rotierenden Abscheiders von 10.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Unter allgemeiner Bezugnahme auf die Figuren ist ein rotierender Abscheider gezeigt, der dazu konfiguriert ist, Fluid zu filtern, das aus einem Kurbelgehäuse austritt. Der rotierende Abscheider schließt ein Filterelement ein, das durch eine erste und eine zweite Endplatte gebildet ist, die betriebsfähig aneinander gekoppelt sind. Die erste und die zweite Endplatte schließen eine Schlitz- (oder Öffnungs-) und Vorsprungs- (oder Keil-) Anordnung ein, die dazu konfiguriert sind, zusammenzupassen, sodass die erste und die zweite Endplatte in einer einzigen Ausrichtung aneinander gekoppelt werden können. Zusätzliches Material kann auf jeder der Endplatten zum Ausgleich des Keils oder Schlitzes eingeschlossen oder entfernt sein. In einer anderen Ausführungsform schließt der rotierende Abscheider eine zentrale Nabe, eine erste Endplatte und eine zweite Endplatte ein, wobei zwei Keile auf der zentralen Nabe gebildet sind und jede Endplatte einen Schlitz aufweist, der dazu konfiguriert ist, mit jedem Keil zusammenzupassen. Zusätzliches Material kann auf der zentralen Nabe oder den Endplatten zum Ausgleich der Keile oder Schlitze eingeschlossen oder entfernt sein. Fluid, das in das Filterelement eintritt, wird durch eine darin untergebrachte Filterstruktur (z. B. faserige oder nicht faserige Medien, axial gewickelte Medien, Stapel von Abscheidekegeln, Stapel von Abscheidescheiben usw.) gefiltert.
Unter Bezugnahme auf 1 bis 3 ist ein rotierender Abscheider 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel gezeigt. Der rotierende Abscheider 100 schließt ein Filterelement 101 mit einer Längsachse 150 ein. Das Filterelement 101 schließt eine erste Endplatte 102 und eine zweite Endplatte 104 ein, die aneinander gekoppelt sind, wobei ein Innenhohlraum 107 zwischen der ersten Endplatte 102 und der zweiten Endplatte 104 definiert ist. Der rotierende Abscheider 100 ist ein Abscheideelement, das dazu konfiguriert ist, eine Verunreinigung aus Fluid, das dadurch strömt, zu filtern.
Der rotierende Abscheider 100 schließt eine Filterstruktur 111 ein, die in dem Filterelement 101 angeordnet ist und sich entlang der Längsachse 150 zwischen einem ersten axialen Ende 103 und einem zweiten axialen Ende 105 erstreckt. Die Filterstruktur 111 ist auf eine zylindrische Weise mit einer Innenoberfläche 116, die einen hohlen Innenraum 112 definiert, und einer Außenoberfläche 118, die einen Außenkanal 108 definiert, angeordnet (z. B. zwischen der Außenoberfläche 118 der Filterstruktur 111 und einer Innenoberfläche 106 des Filterelements 101 definiert). Die Filterstruktur 111 ist zwischen der ersten Endplatte 102 und der zweiten Endplatte 104 in einer radialen Presspassung angeordnet. In anderen Ausführungsformen ist die Filterstruktur 111 mit der ersten Endplatte 102 an einem axialen Ende vergossen oder eingebettet und mit der zweiten Endplatte 104 an dem gegenüberliegenden axialen Ende vergossen oder eingebettet. In anderen Ausführungsformen wird die Filterstruktur 111 unter Verwendung anderer Techniken zwischen der ersten Endplatte 102 und der zweiten Endplatte 104 positioniert und gehalten. Die Filterstruktur 111 kann verschiedene Arten von Strukturen einschließen, einschließlich, aber ohne darauf beschränkt zu sein, axial gewickelten Medien, faserigen und nicht faserigen Medien, Stapeln von Abscheidekegeln, Stapeln von Abscheidescheiben und Kombinationen davon.
Fluid, das in den rotierenden Abscheider 100 eintritt, strömt von innen nach außen, radial nach außen aus dem hohlen Innenraum 112, durch die Filterstruktur 111 und in den Außenkanal 108. In dem Fall von Leckgas, das durch den rotierenden Abscheider 100 strömt, treibt die Zentrifugalkraft Öl von der Innenoberfläche 116 zu der Außenoberfläche 118 radial nach außen. Das abgeschiedene Öl kann dann in das Kurbelgehäuse eines Motors zurückgeführt werden.
Die erste Endplatte 102 schließt eine Seitenwand 114 ein, die sich entlang der Längsachse 150 von dem ersten axialen Ende 103 des Filterelements 101 zu einem zweiten axialen Ende 105 des Filterelements 101 erstreckt. Die Seitenwand 114 hat eine zylindrische Form und ist dazu konfiguriert, an die zweite Endplatte 104 an dem zweiten axialen Ende 105 des Filterelements 101 gekoppelt zu werden. Die erste Endplatte 102 schließt auch ein zentrales Rohr 130 ein, das sich entlang der Längsachse 150 von dem ersten axialen Ende 103 zu dem zweiten axialen Ende 105 des Filterelements 101 erstreckt. Der rotierende Abscheider 100 kann durch eine mechanische Kopplung (z. B. über das zentrale Rohr 130, über einen Einsatz in dem zentralen Rohr 130) zu einer Komponente des Motors, z. B. einer sich axial erstreckenden Welle, die mit einem Zahnrad oder einer Antriebsriemenscheibe des Motors verbunden ist, rotieren gelassen und angetrieben werden. In anderen Ausführungsformen kann der rotierende Abscheider 100 mechanisch an eine Welle gekoppelt sein, die durch einen Elektromotor oder eine hydraulisch angetriebene Turbine angetrieben wird.
Wie in 2 gezeigt, ist ein sich axial erstreckender Schlitz oder eine Öffnung 124 auf dem zentralen Rohr 130 der ersten Endplatte 102 gebildet. Der Schlitz 124 passt mit (z. B. nimmt diesen auf) einem sich axial erstreckenden Vorsprung oder Keil 120 zusammen, der auf der zweiten Endplatte 104 gebildet ist, wenn die erste Endplatte 102 und die zweite Endplatte 104 aneinander gekoppelt sind, wie hierin weiter beschrieben. In einer anderen Ausführungsform ist der sich axial erstreckende Schlitz oder die Öffnung 124 auf der ersten Endplatte 102, aber nicht auf dem zentralen Rohr 130 gebildet. In anderen Ausführungsformen ist der sich axial erstreckende Schlitz oder die Öffnung 124 auf der zweiten Endplatte 104 gebildet.
Unter Bezugnahme auf 4 bis 6 schließt die zweite Endplatte 104 eine Innenseite 132 der zweiten Endplatte und eine Außenseite 134 der zweiten Endplatte ein. Bei Zusammensetzung mit der ersten Endplatte 102 zur Bildung des Filterelements 101, wie in 1 bis 2 gezeigt, ist die Innenseite 132 der zweiten Endplatte dem darin gebildeten Innenhohlraum 107 zugewandt und die Außenseite 134 der zweiten Endplatte ist dem Filterelement 101 abgewandt. Die zweite Endplatte 104 schließt auch eine zentrale Öffnung 136 ein, die sich dadurch erstreckt und einen Umfang 135 aufweist. Die zentrale Öffnung 136 nimmt bei Zusammensetzung der ersten und der zweiten Endplatte 102, 104 das zentrale Rohr 130 der ersten Endplatte 102 auf (in 1 gezeigt).
Die zweite Endplatte 104 schließt einen Vorsprung oder Keil 120 ein, der auf der Innenseite 132 der zweiten Endplatte nahe (z. B. benachbart) dem Umfang 135 der zentralen Öffnung 136 gebildet ist. Wie in 2 gezeigt, erstreckt sich der Keil 120 einen Abstand 122 von dem zweiten axialen Ende 105 zu dem ersten axialen Ende 103 des Filterelements 101. Wie in 2 gezeigt, verhindert der Abstand 122, um den sich der Keil 120 erstreckt, während Zusammensetzung bei vorheriger Zusammensetzung der Filterstruktur 111 an der ersten Endplatte 102, dass die Filterstruktur 111 in die zweite Endplatte 104 eingreift, bis der Keil 120 der zweiten Endplatte 104 in den Schlitz 124 der ersten Endplatte 102 eingreift. Diese Konfiguration ermöglicht es dem Bediener, die Endplatten 102, 104 einfach in einem Zug rotieren zu lassen, um die korrekte Ausrichtung zu finden und den Keil 120 in den Schlitz 124 eingreifen zu lassen, um die erste und die zweite Endplatte 102, 104 auszurichten. In einer anderen Ausführungsform ist der Vorsprung oder Keil 120 auf der zweiten Endplatte 104, aber nicht nahe dem Umfang 135 der zentralen Öffnung 136 gebildet. In anderen Ausführungsformen ist der Vorsprung oder Keil 120 auf der ersten Endplatte 102 gebildet.
Noch unter Bezugnahme auf 4 bis 6 schließt die zweite Endplatte 104 auch eine Ausgleichsmasse 140 ein, die auf der Außenseite 134 der zweiten Endplatte nahe der zentralen Öffnung 136 gebildet ist. Die Ausgleichsmasse 140 ist auf einer gegenüberliegenden Seite der Längsachse 150 von dem Keil 120 positioniert (z. B. 180 Grad von der Positionierung des Keils 120 entlang des Umfangs 135 der zentralen Öffnung 136). Die Ausgleichsmasse 140 ist auf eine solche Weise positioniert, dass sie die Wirkung der Masse des Keils 120 während eines Rotierens des rotierenden Abscheiders 100 ausgleicht. Demgemäß kann die Ausgleichsmasse 140 im Wesentlichen die gleiche Masse wie der Keil 120 sein, um so den Keil 120 während eines Rotierens auszugleichen. In anderen Ausführungsformen kann die Ausgleichsmasse 140 anderweitig auf der ersten Endplatte 102 oder der zweiten Endplatte 104 gebildet sein.
Unter Bezugnahme auf 7 bis 9 schließt die erste Endplatte 102 eine Innenseite 142 der ersten Endplatte und eine Außenseite 144 der ersten Endplatte ein. Bei Zusammensetzung mit der zweiten Endplatte 104 zur Bildung des Filterelements 101, wie in 1 bis 2 gezeigt, ist die Innenseite 142 der ersten Endplatte dem darin gebildeten Innenhohlraum 107 zugewandt und die Außenseite 144 der ersten Endplatte ist dem Filterelement 101 abgewandt. Die erste Endplatte 102 schließt auch einen ebenen Ring 160 (z. B. Flansch) ein, der auf dem zentralen Rohr 130 gebildet ist. Der ebene Ring 160 liegt bei Zusammensetzung der ersten und der zweiten Endplatte 102, 104 an der Innenseite 132 der zweiten Endplatte an (in 1 gezeigt).
Die erste Endplatte 102 schließt auch einen Schlitz 124 ein, der auf dem ebenen Ring 160 des zentralen Rohrs 130 nahe der Längsachse 150 gebildet ist. Der Schlitz 124 ist dazu konfiguriert, den Keil 120 der zweiten Endplatte 104 bei Zusammensetzung der ersten und der zweiten Endplatte 102, 104 aufzunehmen und mit ihm zusammenzupassen (in 1 gezeigt). Bei Zusammensetzen der ersten und zweiten Endplatte 102, 104 ermöglicht die Oberfläche des ebenen Rings 160, dass der Keil 120 leicht über den ebenen Ring 160 während eines Rotierens der Endplatten 102, 104 um die Längsachse 150 gleitet, bis der Keil 120 in den Schlitz 124 gleitet. In einer anderen Ausführungsform ist der Schlitz 124 auf der ersten Endplatte 102, aber nicht auf dem ebenen Ring 160 des zentralen Rohrs 130 gebildet. In anderen Ausführungsformen ist der Schlitz 124 auf der zweiten Endplatte 104 gebildet.
Noch unter Bezugnahme auf 7 bis 9 schließt die erste Endplatte 102 auch eine Ausgleichsmasse 126 ein, die auf der Innenseite 142 der ersten Endplatte nahe dem zentralen Rohr 130 gebildet ist. Wie in 8 gezeigt, ist die Ausgleichsmasse 126 mit dem Schlitz 124 axial in einer Linie positioniert (z. B. entlang des gleichen Winkels um die Längsachse 150). Die Ausgleichsmasse 126 ist auf eine solche Weise positioniert, dass sie die Wirkung des Schlitzes 124 (z. B. die fehlende Masse um den ebenen Ring 160) während eines Rotierens des rotierenden Abscheiders 100 ausgleicht. Die zusätzliche Masse der Ausgleichsmasse 126 ersetzt die Masse, die dem ebenen Ring 160 fehlt (z. B. wo der Schlitz 124 positioniert ist). Demgemäß kann die Ausgleichsmasse 140 im Wesentlichen die gleiche Masse wie der aufgrund des Schlitzes 124 fehlende Teil des ebenen Rings 160 sein, um so den rotierenden Abscheider 100 während des Rotierens auszugleichen. In anderen Ausführungsformen kann die Ausgleichsmasse 126 anderweitig auf der ersten Endplatte 102 oder der zweiten Endplatte 104 gebildet sein. In einigen Ausführungsformen sind die erste Endplatte 102 und die zweite Endplatte 104 ultraschallverschweißt. In einigen Ausführungsformen sind die erste Endplatte 102 und die zweite Endplatte 104 unter Verwendung von Befestigungsmitteln, wie Schrauben usw., aneinander befestigt.
Unter Bezugnahme auf 10 bis 13 ist ein rotierender Abscheider 200 gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel gezeigt. Der rotierende Abscheider 200 schließt ein Filterelement 201 mit einer Längsachse 250 ein. Das Filterelement 201 schließt eine erste Endplatte 202, eine zweite Endplatte 204, eine zentrale Nabe 230, die aneinander gekoppelt sind, und einen darin gebildeten Innenhohlraum 207 ein.
Der rotierende Abscheider 100 schließt eine Filterstruktur 111 ein, die in dem Filterelement 201 angeordnet ist und sich entlang der Längsachse 250 zwischen einem ersten axialen Ende 203 und einem zweiten axialen Ende 205 erstreckt. Die Filterstruktur 211 ist auf eine zylindrische Weise mit einer Innenoberfläche 216, die einen hohlen Innenraum 212 definiert, und einer Außenoberfläche 218, die einen Außenkanal 208 definiert, angeordnet (z. B. zwischen der Außenoberfläche 218 der Filterstruktur 211 und einer Innenoberfläche 206 des Filterelements 201 definiert). Die Filterstruktur 211 ist zwischen der ersten Endplatte 202 und der zweiten Endplatte 204 in einer radialen Presspassung angeordnet. In anderen Ausführungsformen ist die Filterstruktur 211 mit der ersten Endplatte 202 an einem axialen Ende vergossen oder eingebettet und mit der zweiten Endplatte 204 an dem gegenüberliegenden axialen Ende vergossen oder eingebettet. In anderen Ausführungsformen wird die Filterstruktur 211 unter Verwendung anderer Techniken zwischen der ersten Endplatte 202 und der zweiten Endplatte 204 positioniert und gehalten. Die Filterstruktur 211 kann verschiedene Arten von Filtermedien einschließen. Demgemäß kann die Filterstruktur 211 in anderen Ausführungsformen auch Stapel von Abscheidekegeln, Stapel von Abscheidescheiben, eine Kombination davon usw. einschließen.
Fluid, das in den rotierenden Abscheider 200 eintritt, strömt von innen nach außen, radial nach außen aus dem hohlen Innenraum 212, durch die Filterstruktur 211 und in den Außenkanal 208. In dem Fall von Leckgas, das durch den rotierenden Abscheider 200 strömt, treibt die Zentrifugalkraft Öl von der Innenoberfläche 216 zu der Außenoberfläche 218 radial nach außen. Das abgeschiedene Öl kann dann in das Kurbelgehäuse eines Motors zurückgeführt werden.
Die erste Endplatte 202 schließt eine Seitenwand 214 ein, die sich entlang der Längsachse 250 von dem ersten axialen Ende 203 des Filterelements 201 zu einem zweiten axialen Ende 205 des Filterelements 201 erstreckt. Die Seitenwand 214 hat eine zylindrische Form und ist dazu konfiguriert, an die zweite Endplatte 204 an dem zweiten axialen Ende 205 des Filterelements 201 gekoppelt zu werden. Die erste Endplatte 202 schließt eine Innenseite 242 der ersten Endplatte und eine Außenseite 244 der ersten Endplatte ein. Bei Zusammensetzung mit der zweiten Endplatte 204 und der zentralen Nabe 230 ist die Innenseite 242 der ersten Endplatte dem darin gebildeten Innenhohlraum 207 zugewandt und die Außenseite 244 der ersten Endplatte ist dem Filterelement 201 abgewandt. Die erste Endplatte 202 schließt auch eine zentrale Öffnung 246 ein, die sich dadurch erstreckt und einen ersten Umfang 245 aufweist. Die erste zentrale Öffnung 246 nimmt das zentrale Rohr 231 der zentralen Nabe 230 bei Zusammensetzung der ersten Endplatte 202, der zentralen Nabe 230 und der zweiten Endplatte 204 auf.
Die erste Endplatte 202 schließt auch einen ersten sich axial erstreckenden Schlitz 224 ein, der auf der Innenseite 242 der ersten Endplatte nahe (z. B. benachbart) der ersten zentralen Öffnung 246 gebildet ist. Der erste Schlitz 224 erstreckt sich von der Innenseite 242 der ersten Endplatte in Längsrichtung zu dem ersten axialen Ende 203 des Filterelements 201. Der erste Schlitz 224 ist dazu konfiguriert, den ersten Keil 221 der zentralen Nabe 230 bei Aneinanderkopplung der ersten Endplatte 202, der zentralen Nabe 230 und der zweiten Endplatte 204 aufzunehmen und damit zusammenzupassen, wie hierin weiter beschrieben. In einer anderen Ausführungsform ist der erste sich axial erstreckende Schlitz 224 auf der ersten Endplatte 202, aber nicht nahe der zentralen Öffnung 246 gebildet. In anderen Ausführungsformen ist der erste sich axial erstreckende Schlitz 224 auf der zweiten Endplatte 204 gebildet. In anderen Ausführungsformen ist der erste sich axial erstreckende Schlitz 224 auf der Nabe 230 gebildet.
Die zweite Endplatte 204 schließt eine Innenseite 232 der zweiten Endplatte und eine Außenseite 234 der zweiten Endplatte ein. Bei Zusammensetzung mit der ersten Endplatte 202 und der zentralen Nabe 230 zur Bildung des Filterelements 201 ist die Innenseite 232 der zweiten Endplatte dem darin gebildeten Innenhohlraum 207 zugewandt und die Außenseite 234 der zweiten Endplatte ist dem Filterelement 201 abgewandt. Die zweite Endplatte 204 schließt auch eine zweite zentrale Öffnung 236 ein, die sich dadurch erstreckt und einen zweiten Umfang 235 aufweist. Die zweite zentrale Öffnung 236 nimmt das zentrale Rohr 231 der zentralen Nabe 230 bei Zusammensetzung der ersten Endplatte 202, der zentralen Nabe 230 und der zweiten Endplatte 204 auf.
Die zweite Endplatte 204 schließt auch einen zweiten sich axial erstreckenden Schlitz 226 ein, der auf der Innenseite 232 der zweiten Endplatte nahe (z. B. benachbart) der zweiten zentralen Öffnung 236 gebildet ist. Der zweite Schlitz 226 erstreckt sich von der Innenseite 232 der zweiten Endplatte in Längsrichtung zu dem zweiten axialen Ende 205 des Filterelements 201. Der zweite Schlitz 226 ist dazu konfiguriert, den ersten Keil 220 der zentralen Nabe 230 bei Aneinanderkopplung der ersten Endplatte 202, der zentralen Nabe 230 und der zweiten Endplatte 204 aufzunehmen und damit zusammenzupassen. In einer anderen Ausführungsform ist der zweite Schlitz 226 auf der zweiten Endplatte 204, aber nicht nahe der zweiten zentralen Öffnung 236 gebildet. In anderen Ausführungsformen ist der zweite Schlitz 226 auf der ersten Endplatte 202 gebildet. In noch anderen Ausführungsformen ist der zweite Schlitz 226 auf der zentralen Nabe 230 gebildet.
Die zentrale Nabe 230 ist zwischen der ersten Endplatte 202 und der zweiten Endplatte 204 axial positioniert. Die erste Endplatte 202, die zweite Endplatte 204 und die zentrale Nabe 230 können unter Verwendung von Befestigungselementen 215 aneinander befestigt werden, wie in 10 gezeigt. In anderen Ausführungsformen können die erste Endplatte 202, die zweite Endplatte 204 und die zentrale Nabe 230 ultraschallverschweißt sein. Die zentrale Nabe 230 schließt ein zentrales Rohr 231 ein, das sich entlang der Längsachse 250 des Filterelements 201 erstreckt. Die zentrale Nabe 230 schließt einen ersten Vorsprung oder Keil 221 und einen zweiten Vorsprung oder Keil 220 ein, die entlang des zentralen Rohrs 231 auf jeder axialen Seite der zentralen Nabe 230 gebildet sind (z. B. ist der erste Keil 221 der ersten Endplatte 202 zugewandt, ist der zweite Keil 220 der zweiten Endplatte 204 zugewandt). Der erste Keil 221 ist dazu konfiguriert, mit dem auf der ersten Endplatte 202 gebildeten ersten Schlitz 224 zusammenzupassen und dadurch aufgenommen zu werden. Der zweite Keil 220 ist dazu konfiguriert, mit dem auf der zweiten Endplatte 204 gebildeten zweiten Schlitz 226 zusammenzupassen und dadurch aufgenommen zu werden. In einer anderen Ausführungsform sind der erste Keil 221 und der zweite Keil 220 auf der Nabe 230, aber nicht auf dem zentralen Rohr 231 gebildet. In anderen Ausführungsformen sind der erste Keil 221 und der zweite Keil 220 auf der ersten Endplatte 202 gebildet. In noch anderen Ausführungsformen sind der erste Keil 221 und der zweite Keil 220 auf der zweiten Endplatte 204 gebildet.
Wie in 11 gezeigt, erstrecken sich der erste Keil 221 und der zweite Keil 220 einen Abstand 222 entlang des zentralen Rohrs 231, sodass während einer Zusammensetzung bei vorheriger Zusammensetzung der Filterstruktur 211 mit der ersten Endplatte 202 der Abstand 222, um den sich der erste Keil 221 und der zweite Keil 220 erstrecken, verhindert, dass die Filterstruktur 211 in die zweite Endplatte 204 eingreift, bis der erste Keil 221 und der zweite Keil 220 in den ersten Schlitz 224 bzw. den zweiten Schlitz 226 der ersten Endplatte 202 und der zweiten Endplatte 204 eingreifen. Diese Konfiguration ermöglicht es dem Bediener, die erste Endplatte 202 und die zweite Endplatte 204 leicht in einem Zug rotieren zu lassen, um die korrekte Ausrichtung zu finden und den ersten Keil 221 und den zweiten Keil 220 in den ersten Schlitz 224 bzw. den zweiten Schlitz 226 zur Ausrichtung der ersten Endplatte 202 und der zweiten Endplatte 204 eingreifen zu lassen.
Der in 10 bis 13 gezeigte rotierende Abscheider 200 schließt auch Ausgleichsmassen entweder auf der zentralen Nabe 230 oder der ersten Endplatte 202 und der zweiten Endplatte 204 ein. Die Ausgleichsmassen sind auf eine solche Weise positioniert, dass sie die Wirkung der Schlitze und Keile (z. B. die fehlende Masse aufgrund eines Schlitzes, der Masse eines Keils) während eines Rotierens des rotierenden Abscheiders 200 ausgleichen. Die zusätzliche Masse der Ausgleichsmassen ersetzt entweder die aufgrund des Einschlusses eines Schlitzes oder die Ausgleichsmasse aufgrund des Einschlusses eines Keils fehlende Masse. Demgemäß kann jede Ausgleichsmasse im Wesentlichen die gleiche Masse wie der aufgrund eines Schlitzes fehlende Teil der Masse sein und in einer Linie mit dem Schlitz positioniert sein oder kann im Wesentlichen die gleiche Masse wie ein Keil sein und der Längsachse 250 von dem Keil gegenüberliegend positioniert sein. Auf diese Weise gleichen die Ausgleichsmassen den rotierenden Abscheider 200 während eines Rotierens aus.
In einer anderen Ausführungsform sind der erste Schlitz 224 und der erste Keil 221, anstatt dass sie Ausgleichsmassen einschließen, um 180 Grad bezüglich des zweiten Schlitzes 226 und des zweiten Keils 220 positioniert. Auf diese Weise sind die erste Endplatte 202 und die zweite Endplatte 204 zur Schaffung eines Ausgleichszustands einander gegenüberliegend (z. B. 180 Grad) ausgerichtet. In einer anderen Ausführungsform können der erste Keil 221 und der zweite Keil 220, anstatt dass der erste Keil 221 und der zweite Keil 220 auf der zentralen Nabe 230 und der erste Schlitz 224 und der zweite Schlitz 226 auf der ersten Endplatte 202 bzw. der zweiten Endplatte 204 eingebaut sind, auf der ersten Endplatte 202 bzw. der zweiten Endplatte 204 positioniert sein und der erste Schlitz 224 und der zweite Schlitz 226 können auf der zentralen Nabe 230 positioniert sein.
Bezugnahmen hierin auf die Positionen der Elemente (z. B. „oben“, „unten“, „über“, „unter“ usw.) werden nur verwendet, um die Ausrichtung der verschiedenen Elemente in den Figuren zu beschreiben. Es sollte beachtet werden, dass die Ausrichtung verschiedener Elemente je nach anderen beispielhaften Ausführungsformen unterschiedlich ausfallen kann und die vorliegende Offenbarung derartige Varianten umfasst. Ferner kann die Bildung eines Durchgangs durch eine oder mehrere Oberflächen eine breite Vielfalt an Durchgangsquerschnittsformen, zum Beispiel Durchgänge mit kreisförmigen, rechteckigen, ovalen usw. Querschnittsformen, umfassen.
Wie hierin verwendet, sollen der Begriff „im Wesentlichen“ und ähnliche Begriffe eine weitreichende Bedeutung haben im Einklang mit der gebräuchlichen und akzeptierten Verwendung durch den Fachmann auf dem Gebiet, auf das sich der Gegenstand dieser Offenbarung bezieht. Es ist für den Fachmann, der diese Offenbarung liest, offensichtlich, dass diese Begriffe eine Beschreibung bestimmter beschriebener und beanspruchter Merkmale zulassen sollen, ohne den Schutzumfang dieser Merkmale auf die bereitgestellten, genauen numerischen Bereiche einzuschränken. Demgemäß sollen diese Begriffe so ausgelegt werden, dass sie angeben, dass unwesentliche oder unbedeutende Modifikationen oder Abänderungen an dem beschriebenen und beanspruchten Gegenstand (z. B. innerhalb von plus oder minus fünf Prozent eines angegebenen Winkels oder eines anderen Wertes) als innerhalb des Umfangs der Erfindung liegend betrachtet werden, wie in den beigefügten Ansprüchen aufgeführt.
Der hierin verwendete Begriff „gekoppelt“ und dergleichen bedeutet die direkte oder indirekte Verbindung von zwei Elementen miteinander. Dieses Verbinden kann stationär (z. B. permanent) oder beweglich (z. B. abnehmbar oder lösbar) geschehen. Diese Verbindung kann dadurch erreicht werden, dass die beiden Elemente oder die beiden Elemente und beliebige weitere Zwischenelemente untereinander einstückig als ein einheitlicher Körper ausgebildet sind, oder dadurch, dass die beiden Elemente oder die beiden Elemente und beliebige weitere Zwischenelemente aneinander befestigt sind.
Es sei darauf hingewiesen, dass der Aufbau und die Anordnung der verschiedenen beispielhaften Ausführungsformen lediglich der Veranschaulichung dienen. Obwohl nur einige Ausführungsformen in dieser Offenbarung ausführlich beschrieben wurden, erkennt die Fachwelt beim Lesen dieser Offenbarung unschwer, dass viele Modifikationen an den Strömungsstrukturen möglich sind (z. B. Variationen in Größen, Abmessungen, Strukturen, Formen und Proportionen der verschiedenen Elemente, Werte von Parametern, Montageanordnungen, Verwendung von Materialien, Farben, Ausrichtungen usw.), ohne erheblich von den neuartigen Lehren und Vorteilen des hierin beschriebenen Gegenstands abzuweichen. Beispielsweise können Elemente, die als einstückig geformt dargestellt werden, aus mehreren Teilen oder Elementen konstruiert werden, die Position der Elemente kann umgekehrt oder anderweitig variiert werden, und die Art oder Anzahl separater Elemente bzw. Positionen kann geändert oder variiert werden. Die Reihenfolge oder Abfolge von Verfahrens- oder Prozessschritten kann gemäß alternativen Ausführungsformen variiert oder neu geordnet werden. Darüber hinaus können Merkmale aus bestimmten Ausführungsformen mit Merkmalen aus anderen Ausführungsformen kombiniert werden, was dem Fachmann klar sein dürfte. Weitere Ersetzungen, Abwandlungen, Änderungen und Auslassungen können ebenfalls bezüglich der Konstruktion, der Betriebsbedingungen und der Anordnung der diversen beispielhaften Ausführungsformen vorgenommen werden, ohne vom Schutzumfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 62/744240 [0001]

Claims

Rotierender Abscheider, umfassend: ein Filterelement, das sich axial entlang einer Längsachse erstreckt und umfasst: eine erste Endplatte einschließlich eines zentralen Rohrs; eine zweite Endplatte, die an die erste Endplatte gekoppelt ist und eine zentrale Öffnung mit einem Umfang einschließt, wobei die erste Endplatte und die zweite Endplatte einen Innenhohlraum zwischen der ersten Endplatte und der zweiten Endplatte bilden; einen sich axial erstreckenden Schlitz, der auf einer der ersten Endplatte und der zweiten Endplatte gebildet ist; und einen sich axial erstreckenden Vorsprung, der auf einer der ersten Endplatte und der zweiten Endplatte gebildet ist, wobei der sich axial erstreckende Vorsprung dazu konfiguriert ist, in den sich axial erstreckenden Schlitz einzugreifen; und eine Filterstruktur, die innerhalb des Innenhohlraums positioniert und dazu konfiguriert ist, eine Verunreinigung aus einem Fluid zu filtern.
Rotierender Abscheider nach Anspruch 1, ferner umfassend eine erste Ausgleichsmasse, die auf der ersten Endplatte gebildet und mit dem sich axial erstreckenden Schlitz in Bezug auf die Längsachse in einer Linie positioniert ist.
Rotierender Abscheider nach Anspruch 2, ferner umfassend eine zweite Ausgleichsmasse, die auf der zweiten Endplatte gebildet und der Längsachse von dem sich axial erstreckenden Vorsprung gegenüberliegend positioniert ist.
Rotierender Abscheider nach Anspruch 1, wobei die zweite Endplatte umfasst: eine Innenseite der zweiten Endplatte, die dem Innenhohlraum zugewandt ist; eine Außenseite der zweiten Endplatte, die dem Filterelement abgewandt ist; und eine zentrale Öffnung mit einem Umfang, wobei die zentrale Öffnung das zentrale Rohr der ersten Endplatte aufnimmt, wobei der sich axial erstreckende Vorsprung auf der Innenseite der zweiten Endplatte nahe dem Umfang der zentralen Öffnung gebildet ist.
Rotierender Abscheider nach Anspruch 4, wobei die zweite Endplatte ferner eine Ausgleichsmasse umfasst, die auf der Außenseite der zweiten Endplatte nahe dem Umfang der zentralen Öffnung gebildet ist.
Rotierender Abscheider nach Anspruch 5, wobei die Ausgleichsmasse der Längsachse von dem sich axial erstreckenden Vorsprung gegenüberliegend positioniert ist.
Rotierender Abscheider nach Anspruch 1, wobei der sich axial erstreckende Schlitz auf dem zentralen Rohr der ersten Endplatte gebildet ist und der sich axial erstreckende Vorsprung auf der zweiten Endplatte gebildet ist.
Rotierender Abscheider nach Anspruch 4, wobei die erste Endplatte umfasst: eine Innenseite der ersten Endplatte, die dem Innenhohlraum zugewandt ist; eine Außenseite der ersten Endplatte, die dem Filterelement abgewandt ist; einen ebenen Ring, der in einer zusammengesetzten Position an der Innenseite der zweiten Endplatte anliegt, wobei der sich axial erstreckende Schlitz auf dem ebenen Ring gebildet ist und mit dem sich axial erstreckenden Vorsprung der zweiten Endplatte zusammenpasst.
Filterelement mit einer Längsachse und umfassend: eine erste Endplatte einschließlich eines zentralen Rohrs; und eine zweite Endplatte einschließlich einer zentralen Öffnung mit einem Umfang; einen sich axial erstreckenden Schlitz, der auf einer der ersten Endplatte und der zweiten Endplatte gebildet ist; und einen sich axial erstreckenden Vorsprung, der auf einer der ersten Endplatte und der zweiten Endplatte gebildet ist, wobei der sich axial erstreckende Vorsprung dazu konfiguriert ist, in den sich axial erstreckenden Schlitz einzugreifen.
Filterelement nach Anspruch 9, ferner umfassend eine erste Ausgleichsmasse, die auf der ersten Endplatte gebildet und mit dem sich axial erstreckenden Schlitz in Bezug auf die Längsachse in einer Linie positioniert ist.
Filterelement nach Anspruch 10, ferner umfassend eine zweite Ausgleichsmasse, die auf der zweiten Endplatte gebildet und der Längsachse von dem sich axial erstreckenden Vorsprung gegenüberliegend positioniert ist.
Filterelement nach Anspruch 9, wobei die zweite Endplatte umfasst: eine Innenseite der zweiten Endplatte; und eine Außenseite der zweiten Endplatte, wobei eine zentrale Öffnung das zentrale Rohr der ersten Endplatte aufnimmt, wobei der sich axial erstreckende Vorsprung auf der Innenseite der zweiten Endplatte nahe dem Umfang der zentralen Öffnung gebildet ist.
Filterelement nach Anspruch 12, wobei die zweite Endplatte ferner eine Ausgleichsmasse umfasst, die auf der Außenseite der zweiten Endplatte nahe dem Umfang der zentralen Öffnung gebildet ist.
Filterelement nach Anspruch 13, wobei die Ausgleichsmasse der Längsachse von dem sich axial erstreckenden Vorsprung gegenüberliegend positioniert ist.
Filterelement nach Anspruch 9, wobei der sich axial erstreckende Schlitz auf dem zentralen Rohr der ersten Endplatte gebildet ist und der sich axial erstreckende Vorsprung auf der zweiten Endplatte gebildet ist.
Filterelement nach Anspruch 12, wobei die erste Endplatte umfasst: eine Innenseite der ersten Endplatte; eine Außenseite der ersten Endplatte; und einen ebenen Ring, der in einer zusammengesetzten Position an der Innenseite der zweiten Endplatte anliegt, wobei der sich axial erstreckende Schlitz auf dem ebenen Ring gebildet ist und mit dem sich axial erstreckenden Vorsprung der zweiten Endplatte zusammenpasst.
Rotierender Abscheider, umfassend: ein Filterelement, das sich axial entlang einer Längsachse erstreckt und umfasst: eine erste Endplatte einschließlich einer ersten zentralen Öffnung; eine zweite Endplatte, die an die erste Endplatte gekoppelt ist, die darin einen Innenhohlraum bildet, wobei die zweite Endplatte eine zweite zentrale Öffnung einschließt, eine zentrale Nabe, die axial zwischen der ersten Endplatte und der zweiten Endplatte positioniert und an sie gekoppelt ist, wobei die zentrale Nabe ein zentrales Rohr umfasst, das sich entlang der Längsachse erstreckt; einen ersten sich axial erstreckenden Schlitz, der auf einer der ersten Endplatte, der zweiten Endplatte und des zentralen Rohrs gebildet ist; einen zweiten sich axial erstreckenden Schlitz, der auf einer ersten Endplatte, der zweiten Endplatte und des zentralen Rohrs gebildet ist; einen ersten Vorsprung, der auf der ersten Endplatte, der zweiten Endplatte oder dem zentralen Rohr positioniert ist und sich entlang von ihnen erstreckt und dazu konfiguriert ist, in den ersten sich axial erstreckenden Schlitz einzugreifen; einen zweiten Vorsprung, der auf der ersten Endplatte, der zweiten Endplatte oder dem zentralen Rohr positioniert ist und sich entlang von ihnen erstreckt und dazu konfiguriert ist, in den zweiten sich axial erstreckenden Schlitz einzugreifen; und eine Filterstruktur, die innerhalb des Innenhohlraums positioniert und dazu konfiguriert ist, eine Verunreinigung aus einem Fluid zu filtern.
Rotierender Abscheider nach Anspruch 17, wobei der erste Vorsprung auf dem zentralen Rohr positioniert ist und sich über einen ersten Abstand erstreckt und der zweite Vorsprung auf dem zentralen Rohr positioniert ist und sich über einen zweiten Abstand erstreckt; wobei die erste Struktur mit der ersten Endplatte zuvor zusammengesetzt wird und wobei der erste Abstand und der zweite Abstand verhindern, dass die Filterstruktur in die zweite Endplatte eingreift, bis der erste Vorsprung in den ersten sich axial erstreckenden Schlitz eingreift und der zweite Vorsprung in den zweiten sich axial erstreckenden Schlitz eingreift.
Rotierender Abscheider nach Anspruch 17, wobei der erste sich axial erstreckende Schlitz auf der ersten Endplatte gebildet ist, der zweite sich axial erstreckende Schlitz auf der zweiten Endplatte gebildet ist, und der erste Vorsprung und der zweite Vorsprung auf dem zentralen Rohr positioniert sind, wobei der erste sich axial erstreckende Schlitz und der erste Vorsprung der Längsachse von dem zweiten sich axial erstreckenden Schlitz und dem zweiten Vorsprung gegenüberliegend positioniert sind.
Rotierender Abscheider nach Anspruch 17, wobei der erste sich axial erstreckende Schlitz auf der ersten Endplatte gebildet ist, der zweite sich axial erstreckende Schlitz auf der zweiten Endplatte gebildet ist und der erste Vorsprung und der zweite Vorsprung auf dem zentralen Rohr positioniert sind.
Rotierender Abscheider nach Anspruch 20, wobei eine erste Ausgleichsmasse auf der zentralen Nabe und der Längsachse von dem zweiten Vorsprung gegenüberliegend positioniert ist und eine zweite Ausgleichsmasse auf der zentralen Nabe und der Längsachse von dem ersten Vorsprung gegenüberliegend positioniert ist.