WO2016055266A1 - Abscheidevorrichtung - Google Patents

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WO2016055266A1
WO2016055266A1 PCT/EP2015/071804 EP2015071804W WO2016055266A1 WO 2016055266 A1 WO2016055266 A1 WO 2016055266A1 EP 2015071804 W EP2015071804 W EP 2015071804W WO 2016055266 A1 WO2016055266 A1 WO 2016055266A1
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WO
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shaft
stack
flow
flow elements
elements
Prior art date
Application number
PCT/EP2015/071804
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English (en)
French (fr)
Inventor
Simon Buck
Torben Stingl
Annika Rauch
Original Assignee
Elringklinger Ag
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Publication date
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Priority claimed from DE102014220154.3A external-priority patent/DE102014220154A1/de
Priority claimed from DE102014220158.6A external-priority patent/DE102014220158A1/de
Application filed by Elringklinger Ag filed Critical Elringklinger Ag
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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
    • 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

Definitions

  • a separation device is in particular a separation device for separating a liquid from a gas stream, for example for separating oil from an oil mist-containing gas stream.
  • a separation device preferably comprises one or more flow elements.
  • a flow element preferably comprises a disc-shaped main body, which in particular comprises a first side and a second side opposite the first side.
  • the first side and / or the second side preferably comprises a plurality of channels, through which a fluid can be guided in the deposition device in the assembled state of the flow element.
  • the fluid can be guided through the channels from a central opening of the base body arranged centrally in the disk-shaped base body to the outside or from the outside to the centrally arranged central opening.
  • the base body comprises a plurality of receiving sections at least on the first side and a plurality of projections at least on the second side.
  • the projections can preferably be brought into engagement with the receiving sections of a substantially identically constructed further flow element placed on the flow element.
  • the flow element is preferably provided with projections and receiving portions, a plurality of such flow elements can be particularly easily stacked and reliably and stably connected to each other.
  • the main body of the flow element comprises a plurality of channels on both sides.
  • the projections and the receiving portions preferably form tongue and groove connections, in particular for the positive, centering and / or self-locking connection of at least two flow elements in at least two spatial directions, in particular perpendicular to a central axis of the base body.
  • the at least two flow elements are in particular connected to one another in a manner secure against rotation or can be connected to one another.
  • the fluid can preferably be guided outward from the central opening of the main body in a radial direction with respect to a central axis of the main body or from the outside inward toward the central opening.
  • the flow path of the fluid is preferably not a straight path, but rather a curved path.
  • the central axis of the main body is preferably an axis of rotation of the flow element in the mounted state thereof on or in the separating device.
  • the first side and the second side each comprise a plurality of projections and a plurality of receiving portions.
  • first side and the second side each comprise a plurality of projections and a plurality of receiving portions, which are arranged such that always a projection of one side of the body and a receiving portion of the other side of the body along a parallel to a central axis of Flow element extending direction are arranged successively.
  • a plurality of structurally identical flow elements can be stacked on one another in a particularly simple manner along a direction running parallel to the center axis of the flow element.
  • first side of the main body and / or the second side of the main body comprises a sequence of projections and receiving sections which alternates in the radial direction.
  • the receiving portions are preferably arranged and / or formed in channel bottoms of the channels.
  • the receiving portions are grooves or depressions in the channel bottoms of the channels.
  • the projections and the receiving portions are preferably formed at least partially complementary to each other. As a result, a plurality of identical flow elements can be positioned particularly accurately relative to each other.
  • the existing in the disassembled state of the flow element channels of the first and / or the second side in the mounted state by means of partitions divided, in particular halved, between the channels of another flow element along a flow direction of the fluid in the channels.
  • the flow element is preferably designed to be stackable, so that a stack of flow elements can be produced from a plurality of structurally identical flow elements.
  • the projections of the one flow element are preferably engageable or engageable with the receiving portions of another flow element.
  • the flow elements in all radial directions with respect to the central axis are positively connected to each other and secured against rotation.
  • the flow element is designed to be stackable in such a way that a stack of flow elements arranged coaxially to a common central axis can be produced from a plurality of structurally identical flow elements.
  • all the stacked flow elements are arranged coaxially with the common central axis.
  • the common central axis of the stack is in particular a rotation axis of the stack in the assembled state of a separation device.
  • the channels are curved, in particular have a Kreisvolventenverlauf.
  • a circle involute and a Kreisvolventenverlauf course is in particular a planar geometric curve to understand, which has a circle as an evolute.
  • a Kreisvolvente is in particular a spiral with a constant winding section.
  • a circle-involute course is in particular a course whose shape at least approximately corresponds to a section of a spiral with a constant pitch of turns.
  • the channels are in particular curved along the flow direction and / or the flow path of the fluid.
  • the projections are curved, in particular have a circle involute course.
  • the projections are curved along the flow direction and / or the flow path of the fluid.
  • the receiving sections can be curved, in particular to have a circle-involute profile.
  • the grooves or depressions forming the receiving sections have a curved course, in particular a course of involute course.
  • the entire flow element is preferably formed in one piece.
  • the channels of the flow element have a cross-section taken perpendicular to a flow direction of the fluid in the channels, which is substantially constant along the flow direction.
  • the protrusions are preferably free ends of partitions which separate the channels in a direction which is perpendicular to a flow direction of the fluid in the channels.
  • the direction in which the channels are separated by means of the partitions is preferably further perpendicular to the central axis of the flow element.
  • the flow element is particularly suitable for use in a separation device.
  • a separating device is in particular a separating device for separating a liquid, for example an oil mist, from one
  • the separation device preferably has one or more of the features and / or advantages described in connection with the flow element.
  • the separation device comprises a stack of several, in particular identical, flow elements.
  • the separating device comprises at least one end plate element which delimits the stack of flow elements in a direction running parallel to a central axis of the flow elements.
  • the at least one end plate element preferably comprises a side facing the stack of flow elements in the mounted state of the separating device, which has substantially the same shape as the side facing away from the at least one end plate element side of the end plate element adjacent flow element.
  • the separation device comprises two end plate elements which delimit the stack of flow elements in a direction parallel to a central axis of the flow elements on both sides of the stack.
  • the separating device preferably comprises a connecting element, by means of which the two end plate elements are connected to one another in the mounted state and the flow elements between the end plate elements are pressed against one another.
  • connecting element By means of the connecting element can be made and / or maintained preferably a positive connection between the flow elements in relation to the central axis radial direction.
  • the connecting element may be, for example, a screw connection.
  • the connecting element extends along the central axis of the flow elements, in particular along the common central axis.
  • the connecting element is formed by a housing of the separating device.
  • the end plate elements are preferably pressed onto the flow elements by means of the housing.
  • a separate element which extends through the central openings of the flow elements, in particular a shaft, can thereby be dispensable.
  • central openings of the flow elements is preferably formed along a central axis extending central channel of the separator.
  • the central channel is, for example, substantially cylindrical or hollow-cylindrical in shape (in particular in the case of using a shaft).
  • the central channel is formed substantially conical.
  • the cone shape of the central channel can result in particular by suitable design and / or arrangement of the flow elements.
  • the stack of flow elements is reworked to allow, for example, a cone shape of the central channel.
  • the flow element preferably has a tongue and groove connection formed by the projections and the receiving portions.
  • the individual flow elements can thereby be stacked in a particularly simple and reliable manner and thereby securely positioned relative to each other, in particular centered, and fixed.
  • the components rotating in the use state of the separating device in particular the stack of flow elements, the end plate elements and / or a drive shaft, are brought into a ready-to-install state by simple stacking and joining.
  • An additional, in particular subsequent, balancing is preferably dispensable.
  • the channels formed in the assembled state of the deposition device in particular have a rectangular cross-section of, for example, about 3 mm by about 0.5 mm. It may further be provided that the channels formed in the assembled state of the separation device have a trapezoidal or parallelogram-shaped cross-section.
  • a separate element for positioning the flow elements relative to each other is preferably dispensable.
  • the end plate elements preferably form lids for the flow elements, in particular for the stack of flow elements.
  • the present invention relates to a functional component for a separation device.
  • Such a functional component preferably comprises a shaft for receiving one or more flow elements of the separation device and a drive element for receiving a driving force and transmitting it to the shaft.
  • Such a functional component may in particular be designed in several parts.
  • the present invention has for its object to provide a functional component for a separation device, which is simple and inexpensive to produce and allows reliable operation of the separation device.
  • a functional component for a separating device which comprises a shaft for receiving one or more flow elements of the separating device and a drive element for receiving a driving force for transmitting the same to the shaft, wherein the functional component is formed in one piece.
  • the functional component is integrally formed, is a power transmission of two different components, in particular of a first component, which is designed as a drive element, on a further component, which is designed as a shaft, dispensable.
  • a possibly error-prone error source of the deposition device is thus eliminated.
  • the functional component is thereby preferably simple and inexpensive to produce.
  • the shaft and the drive element of the functional component are integrally formed with each other.
  • the shaft is a connecting element for receiving and connecting a plurality of flow elements.
  • the shaft is in particular a connecting element for receiving and connecting a stack of flow elements.
  • the drive element is a turbine.
  • the drive element is designed as a free-jet turbine and / or diagonal turbine turbine.
  • the functional component is a plastic component.
  • the functional component is an injection-molded component, for example a plastic injection-molded component.
  • the functional component may be formed, for example, from a short fiber reinforced plastic material.
  • the drive element and the shaft are arranged successively in a direction which runs parallel to a rotation axis of the shaft.
  • the shaft preferably comprises two ends to which a stack of flow elements can be fixed.
  • the stack of flow elements is preferably fixed in a form-fitting and / or non-positive manner at the two ends of the shaft.
  • the stack of flow elements comes into contact with the shaft exclusively at the two ends of the shafts and is arranged spaced from the shaft in a region arranged between the two ends, in particular the traction region.
  • the functional component according to the invention is particularly suitable for use in a separation device, for example a separation device for separating a liquid from a gas stream.
  • the present invention therefore also relates to a separation device, in particular for separating a liquid from a gas stream, which comprises a plurality of rotatably mounted flow elements and a functional component, in particular a functional component according to the invention.
  • the shaft of the functional component is preferably passed through a central channel of the stack of flow elements of the separating device.
  • the shaft of the functional component is rotatably supported by means of one or more bearings directly on a housing of the deposition device.
  • the shaft itself is rotatably mounted.
  • the stack of flow elements is preferably non-rotatably connected to the shaft.
  • the stack of flow elements is rotatably mounted directly on a housing of the deposition device.
  • the shaft preferably comprises a traction section (traction area) arranged between two ends of the shaft, which traction is subjected to traction in the separating device in an assembled state of the functional component.
  • traction section traction area
  • the pulling portion is preferably tapered from the two ends to a center located between the two ends of the shaft.
  • the separation device comprises a jet device, by means of which a fluid jet can be directed to the drive element of the functional component and by means of which the functional component can be set in rotation.
  • the functional component is preferably positively connected to a stack of flow elements of the separation device or connectable.
  • a torque can be transmitted by means of the functional component to the stack of flow elements in order to set the stack of flow elements in rotation.
  • the separation device comprises a coupling device for coupling the shaft and / or the drive element with the stack of flow elements.
  • the separation device is in particular a centrifuge device.
  • Crankcase of an internal combustion engine treatable, especially oil mist from the blowby gases separable.
  • the functional component centrifuge drive
  • the functional component in particular made of plastic, preferably one or more interfaces between individual functional sections, in particular between a shaft and a drive element, and thus one or more failure possibilities can be eliminated.
  • the drive element preferably has a simple geometry which, for example, enables demolding in a main demolding direction.
  • the solution according to the invention can be used to optimize the overall system with regard to tolerances, complexity and function.
  • a manufacturing process and / or a mounting process is greatly simplified.
  • the functional component preferably has a simple geometry, so that the functional component can preferably be produced in an injection molding process and only three demolding directions have to be provided.
  • the present invention is based on the further object of providing a separating device by means of which an efficient torque transmission and / or force transmission from a shaft to a stack of flow elements can take place.
  • a separating device which comprises a stack of flow elements which is arranged on a shaft of the separating device, wherein the separating device comprises a coupling device for the rotationally fixed coupling of the stack of flow elements with the shaft.
  • the separating device preferably a coupling device for the rotationally fixed coupling of the stack of flow elements with the Shaft, an efficient torque transmission and / or power transmission from the shaft to the stack of flow elements is possible.
  • a non-rotatable coupling is in particular a rotational drive for transmitting torque from the shaft to the stack of flow elements.
  • the shaft comprises a coupling element which is positively engageable with a substantially complementary thereto formed coupling element of the stack of flow elements in engagement.
  • the coupling element of the shaft and / or the coupling element of the stack of flow elements is / are not rotationally symmetrical.
  • rotational symmetry and rotation axis refer to a rotational movement of the shaft and the stack of flow elements during operation of the separation device.
  • the coupling element is preferably formed together with the shaft and / or formed by shaping a portion of the shaft.
  • the coupling element of the stack of flow elements is formed integrally with a flow element and / or an end plate element of the stack.
  • the coupling element of the stack of flow elements is formed by shaping a portion of a flow element and / or an end plate element of the stack.
  • the coupling element of the shaft has a triangular, quadrangular, perpendicular to an axis of rotation of the shaft, has pentagonal or hexagonal cross-section.
  • a center of gravity and / or geometric center of the cross section of the coupling element is preferably located on the axis of rotation.
  • the coupling element of the shaft is a plastic component, in particular an injection-molded plastic component.
  • the coupling element of the stack of flow elements is preferably a plastic component, in particular an injection-molded plastic component.
  • a coupling element in particular the coupling element of the shaft or the coupling element of the stack of flow elements, is formed as a radial projection or formed by one or more radial projections.
  • the stack of flow elements is preferably slidable onto the shaft in a direction parallel to a rotation axis of the shaft.
  • the coupling element of the shaft and the coupling element of the stack of flow elements can be brought into engagement with each other.
  • the stack of flow elements is preferably fixable by means of a fastening device in the axial direction on the shaft, that the coupling element of the shaft and the coupling element of the stack are fixed in a coupling state relative to each other.
  • the stack of flow elements can be fixed on the shaft in the axial direction by means of the fastening device such that the coupling element of the shaft and the coupling element element of the stack in a coupling state are pressed together or pressed into each other.
  • the stack of flow elements is clamped in a mounted state of the separating device between the coupling device and a fastening device.
  • the fastening device is for example a clamping device, a screw device, a bayonet device, a snap device, a latching device and / or a clip device.
  • the coupling device is arranged at one end of the shaft, on which the shaft is adjacent to a drive element for driving the shaft.
  • the shaft preferably extends through the stack of flow elements in the assembled state of the separation device.
  • the stack of flow elements preferably comprises a central channel, through which a fluid flow can be guided in a separating operation of the separating device.
  • the fluid flow is thus in particular feasible along the shaft and comes into contact with the shaft.
  • the flow elements are preferably spaced from the shaft, with the exception of the region of the coupling device and a further region at the further end of the stack and / or the shaft, for example the region of the fastening device.
  • the shaft (drive shaft) is preferably pushed through the stack of flow elements and fixed by the opposite side.
  • the fixation can be done in particular via a simple nut or a locking ring. However, it may also be provided also a snap connection and / or a bayonet closure.
  • a defined bias voltage is preferably applied to the stack of flow elements.
  • a tolerance compensation may preferably be made possible in order to reduce or avoid unwanted play in the entire rotating shaft and stack of flow elements. In particular, this can reduce an imbalance and optimize concentricity.
  • the present invention further relates to a separation device comprising one or more rotatably mounted flow elements and a jet device for driving the flow elements.
  • the invention is in this respect the object to provide a separation device, which is simple and inexpensive to produce and has an efficient drive.
  • a separating device in particular for separating a liquid from a gas stream, which comprises:
  • a jet device by means of which a free fluid jet of a drive fluid can be generated
  • a drive element designed as a turbine for driving the one or more flow elements by deflection and / or deflection of the fluid jet
  • the fluid jet is directed onto the drive element in such a way that it is essentially tangential to areas of blades of the drive element which are radially outer regions lying radially outward with respect to a rotational axis of the drive element meets, wherein the fluid jet by means of the drive element in the axial direction with respect to the axis of rotation of the drive member is deflected.
  • a tangential flow and a tangential impingement of the fluid jet on the blades of the drive element is to be understood in particular as meaning that the blades of the drive element are subjected to fluid at least approximately perpendicular / orthogonal to their main extension direction.
  • the drive element is designed as a diagonal turbine wheel.
  • the fluid jet can be deflected by approximately 90 ° by means of the drive element.
  • the fluid jet is preferably radiated in a plane extending perpendicular to the axis of rotation of the drive element, then deflected by approximately 90 ° and discharged substantially parallel to the axis of rotation.
  • the fluid jet preferably does not bounce against a wall of a
  • the drive element is formed in one piece.
  • a base body for receiving the blades of the drive element together with the blades is integrally formed.
  • the drive element in particular the base body and the blades, is preferably designed as a plastic component, for example as an injection-molded plastic component.
  • the drive element as a diagonal turbine, the design and the production of the drive element can be simplified.
  • this is preferably a one-piece plastic component realized.
  • a side of the drive element provided with blades preferably has a surface that is completely freely accessible in the axial direction.
  • the provided with blades side of the drive element thus preferably has no undercut in the axial direction.
  • the provided with blades side of the drive element can thus be prepared by means of a simple tool and demolded in the axial direction.
  • a side of the drive element which faces away from the blades has a surface which is completely accessible in the axial direction without obstruction. Also, the side facing away from the blades of the drive element then preferably has no undercut in the axial direction and is thus easily demoulded from a workpiece in the axial direction.
  • the drive fluid is an engine oil from an oil circuit of an internal combustion engine.
  • the drive element comprises a drive side provided with blades and a support side facing away from the drive side, which is provided with support elements, in particular struts and / or webs, for mechanical stabilization of the drive element.
  • the entire drive element together with blades and support elements is preferably formed in one piece.
  • the drive element is formed integrally with a shaft for receiving the one or more flow elements.
  • the drive element is connected to a shaft for receiving the one or more flow elements, in particular connected in a rotationally fixed manner.
  • a drive element designed as a diagonal turbine wheel is preferably demoldable in an open and closed direction of a tool, in particular an injection molding tool.
  • the drive element is preferably made in one piece (one-piece) or produced, so that no additional assembly step is required.
  • the drive element can thereby be produced in particular cost.
  • the drive element can be set in rotation, for example, by means of a fluid jet having a pressure of approximately 6 bar a speed is at least about 10,000 revolutions per minute, for example about 11,000 revolutions per minute.
  • the present invention further relates to a flow element for a separation device.
  • the invention is in this respect the task of providing a flow element which is easily and reliably connectable with further flow elements to provide a stack of flow elements for a separation device.
  • a flow element for a separating device which comprises a disc-shaped main body, which comprises a first side and a second side opposite the first side, wherein the first side and / or the second side comprises a plurality of channels through which mounted Condition of the flow element in the separation device, a fluid from a centrally located in the disc-shaped base body central opening of the body outwardly or externally to the centrally located central opening is feasible, wherein the flow element comprises a locking device by means of which the flow element can be latched with another flow element.
  • the flow element comprises a latching device for latching with a further flow element
  • a stack of flow elements can be formed in particular substantially independently of other components. The stack of flow elements is then easy to handle and at the same time ensures reliable operation of the separation device.
  • the flow element by means of the locking device with one or more identical flow elements can be latched.
  • the latching device preferably comprises one or more latching elements which can be brought into engagement with one or more latching receptacles of a further, in particular structurally identical, flow element.
  • the latching device comprises one or more latching receptacles, which can be brought into engagement with one or more latching elements of a further, in particular structurally identical, flow element.
  • the flow element comprises both latching elements and latching receptacles, so that the flow element can be latched with a plurality of, in particular structurally identical, flow elements.
  • the flow element comprises one or more latching elements which, in particular uniformly distributed, are arranged on a radially outer edge of the flow element.
  • the flow element comprises one or more latching elements, which, in particular evenly distributed, are arranged on an inner edge of the flow element in the radial direction.
  • the flow element comprises one or more latching receptacles, which, in particular evenly distributed, are arranged on a radially outer edge of the flow element.
  • the flow element comprises one or more latching receptacles, which, in particular evenly distributed, are arranged on an inner edge of the flow element in the radial direction.
  • the flow element preferably comprises a plurality of latching elements and a plurality of latching receptacles, which alternately in a circumferential direction a radially outer edge of the flow element are arranged.
  • the flow element comprises a plurality of latching elements and a plurality of latching receptacles, which are arranged alternately in a circumferential direction on an inner edge of the flow element in the radial direction.
  • the flow element has a latching element side, on which extend one or more latching elements of the latching device, so that the one or more latching elements can be latched with one or more latching receptacles of a further flow element applied to the latching element side.
  • the flow element comprises a detent receiving side on which a further flow element can be applied and from which one or more detent elements of the further flow element engage for latching with one or more detent recesses of the flow element.
  • the latching element side and the latching element receiving side are preferably arranged opposite one another.
  • the flow element is preferably a plastic component, in particular an injection-molded plastic component.
  • disk-shaped base body and one or more latching elements of the latching device and / or one or more latching receptacles of the latching device are formed integrally with each other.
  • the entire flow element is preferably formed in one piece or in one piece.
  • a latching element is designed for example as a latching arm or latching hook.
  • a latching receptacle is, for example, a graspable portion of the disc-shaped base body.
  • the flow element according to the invention is particularly suitable for use in a stack of structurally identical flow elements.
  • the stack of structurally identical flow elements preferably comprises a plurality of stacked and latched by means of locking elements and locking receptacles flow elements.
  • the present invention is based on the further object of providing a separating device in which a stack of flow elements can be easily and reliably fixed on a shaft.
  • a separating device in particular for separating a liquid from a gas stream, wherein the separating device comprises the following:
  • a fastening device for fixing the stack of flow elements on the shaft in an axial direction relative to a rotational axis of the shaft, wherein the fastening device comprises a clip device.
  • a clip device is to be understood in particular as a device which comprises at least one elastically yielding clip element which is moved out of a starting position in order to move past an obstacle in an assembly direction and engage behind the obstacle for fixing in the mounting direction. It may be favorable if the fastening device comprises one or more clip elements arranged on the stack of flow elements, which can be brought into engagement with one or more clip receptacles on and / or on the shaft.
  • the fastening device comprises one or more arranged on the shaft clip elements, which are engageable with one or more clip receptacles on the stack of flow elements in engagement.
  • the fastening device comprises one or more clip elements which are arranged on an end plate element of the stack of flow elements and can be brought into engagement with one or more clip receptacles on and / or on the shaft.
  • the clip device preferably comprises one or more clip receptacles, which are formed as an annular groove on the shaft.
  • the clip device further preferably comprises one or more clip elements, which are designed as projections, in particular as latching hooks, on the stack of flow elements.
  • the stack of flow elements is preferably clamped in a mounted state of the separator between a coupling device for non-rotatable coupling of the stack of flow elements with the shaft and the fastening device.
  • a receiving portion of the shaft on which the stack of flow elements rests on the shaft is formed counter to a mounting direction tapered.
  • the receiving portion of the shaft is tapered conically against a mounting direction.
  • a receiving portion of the stack of flow elements, with which the stack of flow elements rests on the shaft, is preferably designed to taper counter to a mounting direction.
  • the receiving portion of the stack is in particular a passage opening into which the receiving portion of the shaft can be introduced.
  • the receiving portion of the stack is preferably formed substantially complementary to the receiving portion of the shaft.
  • the receiving portion of the stack is a substantially conically tapered receiving opening.
  • the shaft is passed through a fluid-carrying central channel in the stack of flow elements of the separation device.
  • the central channel serves, in particular, to guide a fluid flow, for example a gas flow to be liberated from oil mist.
  • the stack of flow elements and the shaft are preferably in contact only at two ends of the shaft and / or the stack.
  • the receiving portion of the shaft is preferably a drive element of the separator opposite end of the shaft.
  • the stack of flow elements for example an end plate element of the stack of flow elements, has formed latching lugs which engage in a groove and / or on the shaft can be latched, in particular for the positive connection of the stack of flow elements with the shaft.
  • a tapered configuration, in particular a conical configuration, of a receiving section of the shaft and / or of the stack of flow elements serves in particular to facilitate the joining process and / or the centering of the shaft relative to the stack of flow elements.
  • the separation device comprises a stack of structurally identical flow elements, which are latched together by means of latching elements and latching receptacles.
  • a clip device for fixing the stack of flow elements on the shaft is preferably provided.
  • a clip device for fixing the stack of flow elements on the shaft can be used if the stack of flow elements, for example by means of the latching devices, is already present as a preassembled and self-contained unit.
  • a sealing device for example an O-ring, is arranged between regions of the separation device in which raw gas is guided and regions in which clean gas is guided. In this way, preferably leakage flows between the two areas can be reduced or completely avoided, so that preferably a function of the separation device is guaranteed in all operating points.
  • Crude gas is in particular a fluid stream which is loaded with liquid droplets to be deposited.
  • Pure gas is in particular a fluid stream from which the liquid droplets have been removed by means of the separation device.
  • the functional component, the shaft, the drive element, one or more flow elements, one or more end plate elements and / or a housing may be formed, for example, as one or more plastic components.
  • a plastic component is in particular an injection-molded plastic component.
  • An injection-molded plastic component can preferably be produced in an injection molding process in which gas is added to a plastic, for example a thermoplastic.
  • a plastic component is a component produced by injection molding from a microcellular foam made of plastic, in particular thermoplastic. This can be achieved in particular a weight reduction.
  • Fig. 1 is a schematic sectional view of a first embodiment of a separation device, which comprises a stack of identical flow elements;
  • FIG. 2 shows a schematic perspective, partially cutaway view of two flow elements of the separating device from FIG. 1;
  • FIG. 3 shows an enlarged schematic cross section through the flow elements from FIG. 2; 1 shows a schematic cross section through the separating device for illustrating the mode of operation of the separating device;
  • Fig. 5 is a schematic representation corresponding to Fig. 1 of a second embodiment of a separating device, in which a functional component is provided, which comprises a shaft and a drive element, wherein the flow elements are shown simplified as a package or stack;
  • Fig. 6 is a schematic perspective view of the functional component of Fig. 5;
  • FIG. 7 shows a further schematic perspective illustration of the functional component from FIG. 5;
  • FIG. 8 shows a schematic side view of the functional component from FIG. 5;
  • FIG. 9 is a schematic plan view of an upper side of a drive element of the functional component from FIG. 5; a schematic representation of an end plate member of the separator of Figure 5, in which a coupling element is provided for positively coupling the stack of flow elements with the shaft. a schematic perspective view of two elements Strömu the separation device of Figure 5, which are locked together by means of a locking device.
  • FIG. 12 is a schematic side view of the flow elements of FIG.
  • Fig. 13 is a schematic plan view of an upper surface of a flow element of Fig. 11;
  • Fig. 14 is a schematic perspective view of an alternative
  • Embodiment of a drive element of the separation device Embodiment of a drive element of the separation device
  • Fig. 15 is a schematic side view of the drive element of FIG.
  • Fig. 16 is a schematic plan view of an upper side of the drive element of Fig. 14;
  • FIG. 17 shows a schematic vertical section through a functional component and two end plate elements of a third embodiment of a separating device, in which a clip device is provided for fixing the stack of flow elements on the shaft;
  • Fig. 18 is a schematic perspective view of the end plate members and the functional member of Fig. 17;
  • FIG. 19 is an enlarged view of the area XIX in Fig. 18 for
  • FIG. 20 is a perspective view, partly in section, of the clip device of FIG. 19; FIG. and
  • FIG. 21 is a schematic representation corresponding to FIG.
  • 1 to 4 designated as a whole with 100 separating device is used for example for the separation of aerosol in the machining of material in mechanical engineering and / or for the separation of oil mist from a gas stream.
  • the separation device 100 is used in particular for separating oil mist from blow-by gases of an internal combustion engine.
  • the separation device 100 comprises a housing 102 which surrounds an interior 104 of the separation device 100.
  • the housing 102 is formed, for example, in two parts, so that the inner space 104 is easily accessible, in particular for mounting the separation device 100.
  • connection section 106 By means of a connection section 106 and a (not shown)
  • the two parts of the housing 102 can be connected to each other in particular for easy installation of the separation device 100.
  • a seal 108 of the housing 102 arranged in the region of the connecting portion 106 prevents undesired escape of gas and / or liquid from the interior 104 of the separating device 100 in the assembled state of the separating device 100.
  • the interior 104 of the separation device 100 is in particular in
  • the flow elements 112 are substantially disc-shaped and each have an example circular central opening 114.
  • a central channel 116 is formed in the stack 110 of flow elements 112.
  • the central channel 116 is formed substantially cylindrical and thus rotationally symmetrical about an axis of symmetry 118, which is a central axis 120 of the flow elements 112.
  • the stack 110 of flow elements 112 is rotatable about the central axis 120.
  • the central axis 120 is thus an axis of rotation 122 of the flow elements 112, in particular of the stack 110 of flow elements 112.
  • the stack 110 of flow elements 112 is bounded on both sides, each with an end plate element 124.
  • the end plate members 124 each include an abutment portion 126, with which the end plate members 124 abut the flow members 112, and a bearing portion 128, with which the end plate members 124 are rotatably supported on the housing 102.
  • a side 125 of each end plate element 124 facing the flow elements 112 has a shape which corresponds to the shape of a side 150, 152 of the end plate element 124 which faces away from the end plate element 124.
  • One of the end plate elements 124 is part of an inlet section 130 of the separation device 100.
  • an aerosol can be supplied to the interior 104, in particular the central channel 116 of the stack 110 of flow elements 112, through the inlet section 130.
  • the further of the end plate elements 124 comprises a drive section 132, in particular a drive shaft 134, by means of which the end plate element 124 and thus also the stack 110 of flow elements 112 can be coupled or coupled to a drive device 136.
  • a rotational movement can be transmitted to the stack 110 of flow elements 112 via the end plate element 124 having the drive section 132.
  • the end plate elements 124 additionally each have a connecting section 138, by means of which the end plate elements 124 can be connected through the central channel 116.
  • a central connecting element 139 for example a screw or threaded rod 140, extends from the connecting section 138 of the one end plate element 124 to the connecting section 138 of the further end plate element 124 and pulls or presses the end plate elements 124 towards one another.
  • the flow elements 112 are thus clamped between the end plate elements 124.
  • the housing 102 of the separating device 100 comprises a drainage opening 142, through which the fluid deposited by means of the separating device 100, in particular oil, can be removed from the interior 104, in particular can flow away.
  • each flow element 112 comprises a substantially disc-shaped basic body 146 which is rotationally symmetrical at least approximately about the axis of rotation 122 and which is provided with a plurality of walls 148 extending parallel to the central axis 120.
  • Both a first side 150 and one of the first side 150 opposite second side 152 of the base body 146 is provided with such walls 148.
  • the walls 148 are thus partitions 156 between the channels 154.
  • the base body 146 facing away from free ends 158 of the partition walls 156 are formed as projections 160.
  • the region of the main body 146 between the partitions 156 is a channel bottom 162 of the channels 154.
  • the channel bottoms 162 are provided with depressions 164, for example grooves 166.
  • the depressions 164 or grooves 166 form receiving portions 168 for the projections 160.
  • the receiving portions 168 are preferably designed to taper in a depth direction.
  • the receiving sections 168 preferably include drafting slopes 165 or insertion bevels 167, which are aligned obliquely to the central axis 120.
  • the Entformungsschrägen 165 and the insertion bevels 167 are formed in particular by side walls of the receiving portions 168.
  • the projections 160 are preferably tapered towards their end facing away from the main body 146 158, in particular substantially complementary to the shape of the receiving portions 168.
  • the flow elements 112 can be positioned particularly accurately relative to one another and connected to one another in a stable and reliable manner.
  • Both the first side 150 and the second side 152 of the base body 146 are provided with such projections 160 and such receiving portions 168.
  • the projections 160 and the receiving portions 168 are arranged distributed such that in a simple stacking of identical flow elements 112 engage the projections 160 on the first side 150 of a flow element 112 in the receiving portions 168 on the second side 152 of another flow element 112. At the same time, preferably, the projections 160 on the second side 152 of the further flow element 112 engage in the receiving sections 168 on the first side 150 of the first flow element 112.
  • the partitions 156, the channels 154, the projections 160 and the receiving portions 168 have a substantially Kreisvolventenverlauf.
  • circle-involute channels 154 are formed, which extend from an inner end 170 facing the central opening 114 to an outer end 172 facing away from the central opening 114.
  • the aerosol supplied through the inlet section 130 can thus be guided outward from the central channel 116 in the radial direction 174 with respect to the central axis 120.
  • the separation device 100 described above functions as follows:
  • the stack 110 of flow elements 112 is set in rotation via the drive section 132 of the end plate element 124.
  • the stack 110 of flow elements 112 thereby acts as a centrifuge, by means of which heavy components, in particular droplets, of an aerosol can be deposited.
  • the aerosol formed, for example, as a blowby gas of an internal combustion engine is passed through the inlet section 130 of the separating device 100 through the end plate element 124 arranged facing the inlet section 130 and fed to the central channel 116 of the stack 110 of flow elements 112.
  • the aerosol enters the channels 154 and is guided through the channels 154 in the radial direction 174 to the outer ends 172 of the channels 154. Due to the rotation and shaping of the channels 154, the droplets of the aerosol are deposited on the dividing walls 156. The droplets are finally accelerated in the radial direction 174 in the direction of the housing 102 and then sink to the bottom.
  • the thus separated liquid in particular oil, can be removed from the interior 104 of the separation device 100 via the drainage opening 142.
  • the gas released from the oil leaves the inner space 104 via the outlet section 114 of the housing 102 of the separating device 100.
  • the aerosol then flows into the interior 104 at the section of the housing 102 of the separating device 100 which is referred to as the outlet section 144.
  • the aerosol then flows from the outside inwards against the central opening 114 in the radial direction 174.
  • heavier components, in particular droplets, of the aerosol are separated, so that a purified gas flow through the central channel 116 and the central channel 116
  • the inlet section 130 can be removed from the interior 104 of the housing 102 of the separation device 100.
  • the separated components of the aerosol are removed through the drainage opening 142 from the interior 104 of the housing 102.
  • a second embodiment of a separating device 100 shown in FIGS. 5 to 13 essentially differs from the first embodiment shown in FIGS. 1 to 4 in that a functional component 200 is provided for connecting and receiving the stack 110 of flow elements 112.
  • the functional component 200 serves to directly receive the stack 110 from flow elements 112 and to drive it.
  • the functional component 200 comprises a shaft 202 and a drive element 204 for this purpose. As can be seen in particular from FIGS. 6 to 9, the functional component 200 is formed in one piece.
  • the functional component 200 is designed in particular as a plastic component 206, in particular an injection-molded plastic component 208.
  • the shaft 202 includes two ends 210 to which the stack 110 of flow elements 112 can be fixed or fixed.
  • An end 210 facing the drive element 204 is provided with a coupling device 212.
  • the coupling device 212 comprises a coupling element 214 of the shaft 202 and a coupling element 216 of the stack 110 of flow elements 112.
  • the coupling element 214 of the shaft 202 is formed, for example, by one or more radial projections 218 of the shaft 202.
  • the coupling element 214 has a substantially square cross-section taken perpendicular to a rotation axis 122 of the shaft.
  • the coupling element 216 of the stack 110 of flow elements 112 is, in particular, a receptacle or recess formed substantially complementary to the coupling element 214 of the shaft 202 (see in particular FIG. 10).
  • the coupling element 216 of the stack 110 of flow elements 112 is formed in particular in an end plate element 124 of the stack 110 of flow elements 112.
  • An end 210 of the shaft 202 facing away from the drive element 204 comprises, for example, a receiving section 220 for receiving the stack 110 of flow elements 112.
  • the receiving portion 220 is preferably at least partially provided with a thread 222, in particular an external thread.
  • the stack 110 of flow elements 112 is in particular clamped between the coupling device 212 and the receiving portion 220 of the shaft 202.
  • the stack 110 of flow elements 112 is thus clamped between the two ends 210 of the shaft 202.
  • a arranged between the two ends 210 of the shaft 202 train section 226 of the shaft 202 is claimed to train.
  • the stack 110 of flow elements 112 preferably does not come into contact with the shaft 202. Rather, the pulling portion 226 preferably extends freely within the central channel 116 of the stack 110 of flow elements 112.
  • end 210 of the shaft 202 facing away from the drive element 204 is preferably further provided with a bearing section 228 on which a Bearing 230 for rotatably supporting the shaft 202 together with the stack disposed thereon 110 of flow elements 112 in the assembled state of the separation device 100 engages.
  • a further bearing section 228 of the shaft 202 is preferably arranged between the drive element 204 and the coupling element 214, so that a bearing 230 can also engage here.
  • the stack 110 of flow elements 112 is thus fixed in a rotationally fixed manner to the functional component 202 and rotatably supported by the same on a housing 102 of the separation device 100.
  • a sealing device for example a sealing ring 232, is preferably provided.
  • the sealing ring 232 is, in particular, an O-ring which is arranged in a sealing ring receptacle 234 of the shaft 202 designed as an annular groove.
  • the sealing ring 232 in particular seals a contact region between the shaft 202 and the stack 110 of flow elements 112, so that along the shaft 202 in the region of the end 210 of the shaft 202 facing the drive element 204, a leakage flow is prevented.
  • the drive element 204 is in particular a turbine 236, for example a free-jet turbine 238 and / or a diagonal turbine 240.
  • the drive element 204 is designed in particular as a diagonal turbine wheel 242.
  • the drive element 204 comprises a plurality of blades 244, which are arranged distributed in a circumferential direction 246 with respect to the rotation axis 122 evenly.
  • a drive side 248 of the drive element 204 provided with blades 244 is designed so that the entire surface of the drive side 248 can be accessed unhindered in an axial direction 250 running parallel to the rotation axis 122.
  • the blades 244 are formed only slightly radially outwardly and curved in the circumferential direction 246.
  • the blades 244 extend from a radially outer region 252 in the radial direction 174 inwardly and in the axial direction 250.
  • deflection channels 254 of the drive element 204 are thus formed, which allow a deflection or deflection of a fluid jet 256.
  • the fluid jet 256 is directed in particular tangentially to the radially outer region 252 of the blades 244 of the drive element 204.
  • the fluid jet 256 is prior to its impact on the drive member 204 in a direction perpendicular to the axis of rotation 122 extending plane.
  • the fluid jet 256 is deflected out of this plane, in particular deflected in the axial direction 250.
  • the fluid jet 256 can thus be deflected by the drive element 204 by approximately 90 °. As can be seen in particular from FIG. 5, the fluid jet 256 can then be removed in the sequence simply at a lower end of a drive chamber 258, in which the drive element 204 is arranged. An inefficient deflection of the fluid jet 256 on walls of the drive chamber 258 can thereby be avoided.
  • the fluid jet 256 can be generated by means of a jet device 260 of the separation device 100.
  • the jet device 260 uses to produce the fluid steel 256 in particular engine oil of an internal combustion engine, which is performed, for example, under a pressure of about 6 bar.
  • the fluid jet 256 is thus in particular an oil jet 261.
  • the stack 110 of flow elements 112 is clamped or clamped between the two ends 210 of the shaft 202.
  • the flow elements 112 are thus set within the stack 110 relative to each other, in particular as already described with regard to FIGS. 1 to 4.
  • the flow elements 112 can alternatively or additionally be locked together.
  • each flow element 112 comprises a latching device 262.
  • the latching device 262 comprises a plurality of latching elements 264 and a plurality of latching receptacles 266.
  • each flow element 112 comprises a plurality, for example three, latching elements 264 and a plurality, for example three, latching receptacles 266.
  • the latching elements 254 are designed, for example, as latching hooks and protrude substantially parallel to the rotation axis 122 away from the base body 146.
  • the latching elements 264 are integrally formed with the base 146.
  • Both the latching elements 264 and the latching receptacles 266 are arranged distributed uniformly on a radially outer edge 268 of the flow element 112.
  • latching elements 264 and the latching receptacles 266 are arranged alternately, so that in each case a latching element 264 is followed by a latching receptacle 266 and then again a latching element 264, etc.
  • One side of the flow element 112 on which the latching elements 264 extend is a latching element side 270 of the flow element 112.
  • the corresponding further side of the flow element 112 is a detent receiving side 272 of the flow element 112.
  • the flow elements 112 can be stacked on one another such that in each case one detent element side 270 of a flow element 112 adjoins a detent receiving side 272 of a further flow element 112.
  • the latching elements 264 of a flow element 212 engage around the further flow element 112 from the latch receiving side 272 forth at its latching receptacles 266th
  • the identical flow elements 112 only have to be arranged so as to be rotated relative to one another about the axis of rotation 122, so that the latching elements 264 are arranged offset with those in the circumferential direction 246 Locking receivers 266 of the further flow element 112 can be brought into engagement.
  • FIGS. 11 to 13 show only two flow elements 112, which are latched together by means of the latching device 226.
  • end plate elements 124 of the stack 110 of flow elements 112 are provided with latching elements 264 and / or latching receptacles 266 in order to connect the end plate elements 264 with the flow elements 112 according to FIGS. 11 to 13 latching together.
  • the entire stack 110 of flow elements 112 together with end plate elements 124 can then be pushed onto the shaft 202 of the functional component 200 as a preassembled unit.
  • the coupling element 216 of the one end plate element 124 can be pushed onto the coupling element 214 of the shaft 202, so that a rotationally fixed connection between the stack 110 of flow elements 112 and the shaft 202 of the functional component 200 is ensured.
  • the sealing ring 232 in the sealing ring receptacle 234 thereby seals the shaft 202 with respect to the stack 110 of flow elements 112.
  • the entire stack 110 of flow elements 112 can then be clamped between the ends 210 of the shaft 202.
  • the second embodiment of a separation device 100 shown in FIGS. 5 to 13 is identical in construction and function to the first embodiment shown in FIGS. 1 to 4, so that reference is made to the above description thereof.
  • FIGS. 14 to 16 show an alternative embodiment of a drive element 204, which essentially differs from the drive element 204 according to the second embodiment illustrated in FIGS. 5 to 13 in that the drive element 204 is different from the shaft 202 Component can be formed.
  • the drive element 204 is thus in particular not part of a one-piece functional component 200, but rather connectable to a separate shaft 202.
  • the drive member 204 includes, for example, an inner bearing portion 228 for rotatably supporting the drive member 204.
  • the drive element 204 comprises, in addition to a drive side 248, a support side 274 which serves for the mechanical support and stabilization of the drive element 204.
  • the support side 274 comprises one or more support elements 276, for example struts 278 and / or webs 280.
  • FIGS. 14 to 16 the alternative embodiment of a drive element 204 illustrated in FIGS. 14 to 16 is identical in terms of design and function to the embodiment of the drive element illustrated in FIGS. 5 to 13 204, so that reference is made to the above description in this respect.
  • the drive element 204 shown in FIGS. 14 to 16 may alternatively be used for one of the above-mentioned drive elements 204.
  • a third embodiment of a separating device 100 shown in FIGS. 17 to 21 essentially differs from the second embodiment shown in FIGS. 5 to 13 in that the fixing of the stack 110 of flow elements 112 on the shaft 202 does not involve a screw connection. but by means of a fastening device 282, which is designed as a clip device 284.
  • the stack 110 of flow elements 112 can thus be clamped in particular between the coupling device 212 and the clip device 284.
  • the clip device 284 comprises one or more clip elements 286, which are designed, for example, as latching hooks 288.
  • the one or more clip elements 286 are engageable with one or more clip receptacles 290.
  • a single clip receptacle 290 is provided, which is arranged as a circumferential groove 292 in the receiving section 220 of the shaft 202.
  • the receiving portion 220 of the shaft 202 is substantially cone-shaped and tapered counter to a mounting direction 294.
  • the assembly direction 294 is in particular that direction in which the stack 110 of flow elements 112 can be pushed onto the shaft 202.
  • the stack 110 of flow elements 112, in particular an end plate element 124, which comes into abutment on the receiving portion 220 of the shaft 202 in the mounted state of the separating device 100, comprises a substantially cone-shaped receiving portion 296, which is tapered counter to the mounting direction 294.
  • the receiving portion 220 of the shaft 202 and the receiving portion 296 of the stack 110 of flow elements 112 are formed substantially complementary to each other. In this way, a simple centering and secure fixing of the stack 110 of flow elements 112 on the shaft 202 can be ensured.
  • a simple deflection of the clip elements 286 can be initiated from a rest position by the conical configuration, so that they are moved past a Rasthindernis 298 of the shaft 202 and can engage in the groove 292.
  • the third embodiment of a separation device 100 shown in FIGS. 17 to 21 is identical in construction and function to the second embodiment shown in FIGS. 5 to 13, so that reference is made to the above description thereof.
  • Fixing the stack 110 of flow elements 112 by means of the clip device 284 according to the third embodiment shown in FIGS. 17 to 21 is particularly advantageous if the flow elements 112 of the stack 110 of flow elements 112 are already connected to one another by means of latching devices 262 and the stack 110 from flow elements thus already exists as a preassembled unit.
  • the entire unit of functional component 200 and stack 110 of flow elements 112 which rotates during operation of the separating device 110 can then be produced and mounted in a particularly simple manner by first producing the functional component 200 as an injection-molded plastic component 208.
  • the end plate members 124 and the plurality of flow members 112 are preferably manufactured as injection molded plastic components 208.
  • separation devices 100 In further embodiments of separation devices 100 (not shown), one or more features of the separation devices 100 described above may be combined.
  • a drive element 204 configured as a diagonal turbine wheel 242 may be used to drive the flow elements 112 according to the first embodiment illustrated in FIGS. 1-4.
  • Functional component (200) according to embodiment 1, characterized
  • the shaft (202) is a connecting element (139) for receiving and connecting a plurality of flow elements (112), in particular a stack (110) of flow elements (112).
  • Functional component (200) according to one of the embodiments 1 or 2 characterized in that the drive element (204) is a turbine (236).
  • Functional component (200) according to one of embodiments 1 to 4, characterized in that the functional component (200) a
  • Plastic component (206) is. Functional component (200) according to one of the embodiments 1 to 5, characterized in that the functional component (200) a
  • Functional component (200) according to one of embodiments 1 to 6, characterized in that the functional component (200) is formed from a short fiber reinforced plastic material.
  • Functional component (200) according to one of embodiments 1 to 8, characterized in that the shaft (202) has two ends (210). comprises, on which a stack (110) of flow elements (112) can be fixed, in particular form-fitting and / or non-positively fixed.
  • Separating device (100) in particular for separating a liquid from a gas stream, comprising a plurality of rotatably mounted flow elements (112) and / or a functional component (200),
  • Separator (100) is passed. Separating device (100) according to one of the embodiments 10 or
  • the shaft (202) comprises a between two ends (210) of the shaft (202) arranged pulling portion (226) which is claimed in a mounted state of the functional component (200) in the separating device (100) to train , Separating device (100) according to one of the embodiments 10 to
  • the separating device (100) comprises a jet device (260), by means of which a fluid jet (256) on the drive element (204) of the functional component (200) can be directed and by means of which the functional component (200) is set in rotation ,
  • Separating device (100) according to one of the embodiments 10 to 14, characterized in that the functional component (200)
  • Separating device (100) in particular for separating a liquid from a gas stream and / or in particular according to one of
  • Embodiments 10 to 15, comprising a stack (110)
  • Separating device (100) is arranged, wherein the
  • Separator (100) comprises a coupling device (212) for non-rotatably coupling the stack (110) of flow elements (112) with the shaft (202).
  • Separating device (100) according to any one of embodiments 10 to 16, characterized in that the shaft (202) comprises a coupling element (214), which with a coupling element (216) of the stack (110) formed substantially complementary thereto
  • Flow elements (112) can be brought into positive engagement.
  • Flow elements (112) is not rotationally symmetrical is / are.
  • the coupling element (214) of the shaft (202) has a perpendicular to a rotation axis (122) of the shaft (202) taken triangular, quadrangular, pentagonal or hexagonal cross-section, wherein a center of gravity and / or geometric center of the cross section of the coupling element (214) preferably lies on the axis of rotation (122).
  • Separating device (100) according to one of the embodiments 17 to
  • the coupling element (214) of the shaft (202) is a plastic component (206), in particular an injection-molded plastic component (208).
  • Separating device (100) according to one of the embodiments 17 to
  • the coupling element (216) of the stack (110) of flow elements (112) is a plastic component (206), in particular an injection-molded plastic component (208).
  • Separating device (100) according to one of the embodiments 17 to
  • Flow elements (112) are engageable with each other.
  • Separating device (100) according to one of the embodiments 17 to
  • Flow elements (112) by means of a fastening device (282) in the axial direction (250) on the shaft (202) can be fixed, so that the coupling element (214) of the shaft (202) and the coupling element (216) of the stack (110) in one Coupling state are set relative to each other.
  • Separating device (100) according to one of the embodiments 10 to
  • Clamping device a screwing device (222, 224), a
  • the coupling device (212) is disposed at one end (210) of the shaft (202) on which the shaft (202) is adjacent to a drive member (204) for driving the shaft (202).
  • Separating device (100) according to one of the embodiments 10 to
  • Flow elements (112) comprises a central channel (116) through which in a separation operation of the separation device (100), a fluid flow is guided.
  • Separating device (100) in particular for separating a liquid from a gas stream and / or in particular according to one of
  • Embodiments 10 to 30, comprising:
  • a jet device by means of which a free fluid jet (256) of a drive fluid can be generated;
  • a drive element (204) configured as a turbine (236) for driving the one or more flow elements (112) by deflecting and / or deflecting the fluid jet (256),
  • the fluid jet (256) is directed or directionable on the drive element (204) in such a way that it is substantially tangential to radially outer regions (252) of blades (244) of the drive element (204) with respect to a rotation axis (122) of the drive element (204) ), whereby the fluid jet (256) can be deflected by means of the drive element (204) in an axial direction (250) with respect to the axis of rotation (122) of the drive element (204).
  • Separating device (100) according to embodiment 31, characterized in that the drive element (204) as a
  • Diagonal turbine wheel (242) is formed. Separating device (100) according to one of the embodiments 31 or 32, characterized in that the fluid jet (256) can be deflected by the drive element (204) by approximately 90 °. Separating device (100) according to one of the embodiments 31 to
  • the drive element (204) as a plastic component (206), in particular as an injection molded plastic component (208) is formed.
  • Separating device (100) according to one of the embodiments 31 to
  • the drive fluid is an engine oil from an oil circuit of an internal combustion engine.
  • the drive element (204) comprises a drive side (248) provided with blades (244) and a support side (274) remote from the drive side (248), which is provided with support elements (276) for mechanical stabilization of the drive element (204).
  • struts (278) and / or webs (280) is provided.
  • first side (150) and / or the second side (152) comprises a plurality of channels (154) through which in the mounted state of the flow element (112) in the separation device (100) a fluid from a centrally in the disc-shaped base body (146 ) arranged central opening (114) of the base body (146) outwardly or externally to the centrally located central opening (114) is feasible, wherein the flow element (112) comprises a latching device (262), by means of which the flow element (112) with another Flow element (112) can be latched.
  • Flow element (112) according to embodiment 41, characterized
  • Flow elements (112) can be latched.
  • Flow element (112) according to one of the embodiments 41 or 42, characterized in that the latching device (262) comprises one or more latching elements (264), which with one or more latching receptacles (266) of another, in particular identical,
  • Flow element (112) can be brought into engagement.
  • Flow element (112) according to one of the embodiments 41 to 43, characterized in that the latching device (262) comprises one or more latching receptacles (266), which with one or more latching elements (264) of a further, in particular
  • flow element (112) can be brought into engagement.
  • Flow element (112) according to one of the embodiments 41 to 44, characterized in that the flow element (112) comprises one or more latching elements (264) which, in particular evenly distributed, at a radially outer edge (268) of the Flow element (112) are arranged.
  • Flow element (112) according to one of the embodiments 41 to 45, characterized in that the flow element (112) comprises one or more latching receptacles (266), which, in particular
  • Flow element (112) according to one of the embodiments 41 to 46, characterized in that the flow element (112) comprises a plurality of latching elements (264) and a plurality of latching receptacles (266), which in a circumferential direction (246) alternately at a radial direction (174) outer edge (268) of the flow element (112) are arranged.
  • Flow element (112) according to one of the embodiments 41 to 48, characterized in that the flow element (112) comprises a detent receiving side (272) on which a further
  • Flow element (112) can be applied and of which one or more locking elements (264) of the further flow element (112) for Latching with one or more latching receptacles (266) of the
  • Attack flow element (112) Flow element (112) according to one of the embodiments 41 to 49, characterized in that the flow element (112) a
  • Plastic component (206), in particular an injection-molded plastic component (208) is.
  • Flow element (112) according to one of the embodiments 41 to 50, characterized in that the disk-shaped basic body (146) and one or more latching elements (264) of the latching device (262) and / or one or more latching receptacles (266) of the latching device (262). are integrally formed with each other.
  • Stack (110) comprising a plurality of identical flow elements (112) according to one of the embodiments 41 to 51, characterized in that the flow elements (112) are stacked and latched together by means of latching elements (264) and latch receptacles (266).
  • Separating device (100) in particular for separating a liquid from a gas stream and / or in particular according to one of
  • Embodiments 10 to 40 comprising:
  • an attachment device (282) for securing the stack (110) of flow elements (112) on the shaft (202) in an axial direction (250) relative to a rotation axis (122) of the shaft (202), the attachment device (282) being a clip device (284).
  • the clip device (284) comprises one or more clip receptacles (290) which are formed as an annular groove (292) on the shaft (202).
  • Separating device (100) according to one of the embodiments 53 to
  • the clip device (284) comprises one or more clip elements (286) which are formed as projections on the stack (110) of flow elements (112).
  • Separating device (100) according to one of the embodiments 53 to
  • a receiving portion (296) of the stack (110) of flow elements (112), with which the stack (110) of Strömungseleinenten (112) rests on the shaft (202), opposite to a mounting direction (294) is tapered.
  • Separating device (100) according to one of the embodiments 53 b 59, characterized in that the shaft (202) through a fluid-carrying central channel (116) in the stack (110) of

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  • Separating Particles In Gases By Inertia (AREA)

Abstract

Um eine Abscheidevorrichtung (100), insbesondere zum Abscheiden einer Flüssigkeit aus einem Gasstrom, zu schaffen, mittels welcher eine effiziente Drehmomentübertragung und/oder Kraftübertragung von einer Welle (202) auf einen Stapel (110) aus Strömungselementen (112) erfolgen kann, wird vorgeschlagen, dass die Abscheidevorrichtung einen Stapel aus Strömungselementen, welcher auf einer Welle der Abscheidevorrichtung angeordnet ist, umfasst, wobei die Abscheidevorrichtung eine Kopplungsvorrichtung (212) zur drehfesten Kopplung des Stapels (110) aus Strömungselementen (112) mit der Welle (202) umfasst.

Description

Abscheidevorrichtung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Abscheidevorrichtung sowie Bauteile für eine Abscheidevorrichtung. Eine Abscheidevorrichtung ist insbesondere eine Abscheidevorrichtung zum Abscheiden einer Flüssigkeit aus einem Gasstrom, beispielsweise zum Abscheiden von Öl aus einem ölnebelhaltigen Gasstrom.
Abscheidevorrichtungen sind beispielsweise aus der DE 10 2012 104 598 AI, der DE 199 14 166 AI, der DE 699 06 019 T2, der DE 103 50 562 AI und der deutschen Patentanmeldung Nr. 10 2013 207 058.6 bekannt.
Eine Abscheidevorrichtung umfasst vorzugsweise ein oder mehrere Strömungselemente.
Ein Strömungselement umfasst vorzugsweise einen scheibenförmigen Grundkörper, welcher insbesondere eine erste Seite und eine der ersten Seite gegenüberliegende zweite Seite umfasst.
Die erste Seite und/oder die zweite Seite umfasst vorzugsweise mehrere Kanäle, durch die im montierten Zustand des Strömungselements in der Abscheidevorrichtung ein Fluid führbar ist.
Insbesondere ist das Fluid durch die Kanäle von einer mittig in dem scheibenförmigen Grundkörper angeordneten Zentralöffnung des Grundkörpers nach außen oder von außen zu der mittig angeordneten Zentralöffnung führbar.
Vorteilhaft kann es sein, wenn der Grundkörper zumindest auf der ersten Seite mehrere Aufnahmeabschnitte und zumindest auf der zweiten Seite mehrere Vorsprünge umfasst. Die Vorsprünge sind im montierten Zustand des Strömungselements vorzugsweise mit den Aufnahmeabschnitten eines im Wesentlichen baugleichen, auf das Strömungselement aufgesetzten weiteren Strömungselements in Eingriff bringbar.
Dadurch, dass das Strömungselement vorzugsweise mit Vorsprüngen und Aufnahmeabschnitten versehen ist, können mehrere derartiger Strömungselemente besonders einfach aufeinander gestapelt und zuverlässig und stabil miteinander verbunden werden.
Vorteilhaft kann es sein, wenn der Grundkörper des Strömungselements beidseitig jeweils mehrere Kanäle umfasst.
Die Vorsprünge und die Aufnahmeabschnitte bilden vorzugsweise Nut-Feder- Verbindungen, insbesondere zum formschlüssigen, zentrierenden und/oder selbstsichernden Verbinden mindestens zweier Strömungselemente in mindestens zwei Raumrichtungen, insbesondere senkrecht zu einer Mittelachse des Grundkörpers.
Mittels der Vorsprünge und der Aufnahmeabschnitte sind die mindestens zwei Strömungselemente insbesondere verdrehsicher miteinander verbunden oder miteinander verbindbar.
Das Fluid ist vorzugsweise von der Zentralöffnung des Grundkörpers in bezüglich einer Mittelachse des Grundkörpers radialer Richtung nach außen oder von außen nach innen zur Zentralöffnung führbar. Der Strömungsweg des Fluids ist dabei vorzugsweise kein geradliniger Weg, sondern vielmehr ein gekrümmter Weg.
Die Mittelachse des Grundkörpers ist vorzugsweise eine Rotationsachse des Strömungselements im montierten Zustand desselben an oder in der Abscheidevorrichtung. Bei einer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die erste Seite und die zweite Seite jeweils mehrere Vorsprünge und mehrere Aufnahmeabschnitte umfassen.
Vorteilhaft kann es sein, wenn die erste Seite und die zweite Seite jeweils mehrere Vorsprünge und mehrere Aufnahmeabschnitte umfassen, welche derart angeordnet sind, dass stets ein Vorsprung der einen Seite des Grundkörpers und ein Aufnahmeabschnitt der anderen Seite des Grundkörpers längs einer parallel zu einer Mittelachse des Strömungselements verlaufenden Richtung aufeinanderfolgend angeordnet sind.
Mehrere baugleiche Strömungselemente können hierdurch besonders einfach längs einer parallel zur Mittelachse des Strömungselements verlaufenden Richtung aufeinandergestapelt werden.
Es kann vorgesehen sein, dass die erste Seite des Grundkörpers und/oder die zweite Seite des Grundkörpers eine in radialer Richtung alternierende Folge von Vorsprüngen und Aufnahmeabschnitten umfasst.
Die Aufnahmeabschnitte sind vorzugsweise in Kanalböden der Kanäle angeordnet und/oder ausgebildet.
Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Aufnahmeabschnitte Nuten oder Vertiefungen in den Kanalböden der Kanäle sind.
Die Vorsprünge und die Aufnahmeabschnitte sind vorzugsweise zumindest abschnittsweise komplementär zueinander ausgebildet. Hierdurch können mehrere baugleiche Strömungselemente besonders exakt relativ zueinander positioniert werden.
Bei einer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die im demontierten Zustand des Strömungselements vorhandenen Kanäle der ersten und/oder der zweiten Seite im montierten Zustand mittels Trennwänden zwischen den Kanälen eines weiteren Strömungselements längs einer Strömungsrichtung des Fluids in den Kanälen geteilt, insbesondere halbiert, sind.
Das Strömungselement ist vorzugsweise stapelbar ausgebildet, so dass aus mehreren baugleichen Strömungselementen ein Stapel von Strömungselementen herstellbar ist.
Die Vorsprünge des einen Strömungselements sind dabei vorzugsweise mit den Aufnahmeabschnitten eines weiteren Strömungselements in Eingriff oder in Eingriff bringbar.
Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Strömungselemente in sämtlichen radialen Richtungen bezüglich der Mittelachse formschlüssig und verdrehsicher miteinander verbunden sind.
Günstig kann es sein, wenn das Strömungselement derart stapelbar ausgebildet ist, dass aus mehreren baugleichen Strömungselementen ein koaxial zu einer gemeinsamen Mittelachse angeordneter Stapel von Strömungselementen herstellbar ist. Insbesondere sind sämtliche gestapelten Strömungselemente koaxial zu der gemeinsamen Mittelachse angeordnet.
Die gemeinsame Mittelachse des Stapels ist insbesondere eine Rotationsachse des Stapels im montierten Zustand einer Abscheidevorrichtung.
Es kann vorgesehen sein, dass die Kanäle gekrümmt ausgebildet sind, insbesondere einen kreisevolventenförmigen Verlauf aufweisen.
Unter einer Kreisevolvente und einem kreisevolventenförmigen Verlauf ist insbesondere eine ebene geometrische Kurve zu verstehen, welche einen Kreis als Evolute aufweist. Eine Kreisevolvente ist insbesondere eine Spirale mit konstantem Windungsabschnitt. Ein kreisevolventenförmiger Verlauf ist insbesondere ein Verlauf, dessen Form zumindest näherungsweise einem Abschnitt einer Spirale mit konstantem Windungsabstand entspricht.
Die Kanäle sind insbesondere längs der Strömungsrichtung und/oder des Strömungswegs des Fluids verlaufend gekrümmt.
Alternativ oder ergänzend hierzu kann vorgesehen sein, dass die Vorsprünge gekrümmt ausgebildet sind, insbesondere einen kreisevolventenförmigen Verlauf aufweisen.
Insbesondere sind die Vorsprünge längs der Strömungsrichtung und/oder des Strömungswegs des Fluids verlaufend gekrümmt.
Ferner kann alternativ oder ergänzend hierzu vorgesehen sein, dass die Aufnahmeabschnitte gekrümmt ausgebildet sind, insbesondere einen kreisevolventenförmigen Verlauf aufweisen.
Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die die Aufnahmeabschnitte bildenden Nuten oder Vertiefungen einen gekrümmten Verlauf, insbesondere einen kreisevolventenförmigen Verlauf, aufweisen.
Das gesamte Strömungselement ist vorzugsweise einstückig ausgebildet.
Bei einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Kanäle des Strömungselements einen senkrecht zu einer Strömungsrichtung des Fluids in den Kanälen genommenen Querschnitt aufweisen, welcher längs der Strömungsrichtung im Wesentlichen konstant ist.
Die Vorsprünge sind vorzugsweise freie Enden von Trennwänden, welche die Kanäle in einer Richtung voneinander trennen, die senkrecht zu einer Strömungsrichtung des Fluids in den Kanälen ausgerichtet ist. Die Richtung, in welcher die Kanäle mittels der Trennwände getrennt werden, ist vorzugsweise ferner senkrecht zur Mittelachse des Strömungselements.
Das Strömungselement eignet sich insbesondere zur Verwendung in einer Abscheidevorrichtung.
Eine Abscheidevorrichtung ist insbesondere eine Abscheidevorrichtung zum Abscheiden einer Flüssigkeit, beispielsweise eines Ölnebels, aus einem
Gasstrom.
Die Abscheidevorrichtung weist vorzugsweise einzelne oder mehrere der im Zusammenhang mit dem Strömungselement beschriebenen Merkmale und/oder Vorteile auf.
Vorzugsweise umfasst die Abscheidevorrichtung einen Stapel aus mehreren, insbesondere baugleichen, Strömungselementen.
Vorteilhaft kann es sein, wenn die Abscheidevorrichtung mindestens ein Endplattenelement umfasst, welches den Stapel aus Strömungselementen in einer parallel zu einer Mittelachse der Strömungselemente verlaufenden Richtung begrenzt.
Das mindestens eine Endplattenelement umfasst vorzugsweise eine im montierten Zustand der Abscheidevorrichtung dem Stapel aus Strömungselementen zugewandte Seite, welche im Wesentlichen dieselbe Form aufweist wie die dem mindestens einen Endplattenelement abgewandte Seite eines an das Endplattenelement angrenzenden Strömungselements.
Günstig kann es sein, wenn die Abscheidevorrichtung zwei Endplattenelemente umfasst, welche den Stapel aus Strömungselementen in einer parallel zu einer Mittelachse der Strömungselemente verlaufenden Richtung zu beiden Seiten des Stapels begrenzen. Die Abscheidevorrichtung umfasst vorzugsweise ein Verbindungselement, mittels welchem die zwei Endplattenelemente im montierten Zustand miteinander verbunden und die Strömungselemente zwischen den Endplattenelementen aufeinandergedrückt werden.
Mittels des Verbindungselements kann vorzugsweise ein Formschluss zwischen den Strömungselementen in bezüglich der Mittelachse radialer Richtung hergestellt und/oder aufrechterhalten werden.
Das Verbindungselement kann beispielsweise eine Schraubverbindung sein.
Es kann vorgesehen sein, dass das Verbindungselement sich längs der Mittelachse der Strömungselemente, insbesondere längs der gemeinsamen Mittelachse, erstreckt.
Alternativ oder ergänzend hierzu kann vorgesehen sein, dass das Verbindungselement durch ein Gehäuse der Abscheidevorrichtung gebildet ist. Vorzugsweise werden die Endplattenelemente mittels des Gehäuses auf die Strömungselemente gedrückt. Ein separates Element, welches sich durch die Zentralöffnungen der Strömungselemente hindurcherstreckt, insbesondere eine Welle, kann hierdurch vorzugsweise entbehrlich sein.
Mittels der Zentralöffnungen der Strömungselemente ist vorzugsweise ein sich längs einer Mittelachse erstreckender Zentralkanal der Abscheidevorrichtung gebildet.
Der Zentralkanal ist beispielsweise im Wesentlichen zylinderförmig oder hohl- zylinderförmig (insbesondere im Falle der Verwendung einer Welle) ausgebildet.
Alternativ hierzu kann vorgesehen sein, dass der Zentralkanal im Wesentlichen konusförmig ausgebildet ist. Die Konusform des Zentralkanals kann sich insbesondere durch geeignete Ausgestaltung und/oder Anordnung der Strömungselemente ergeben.
Alternativ oder ergänzend hierzu kann vorgesehen sein, dass der Stapel aus Strömungselementen nachbearbeitet wird, um beispielsweise eine Konusform des Zentralkanals zu ermöglichen.
Durch einen konusförmigen Zentralkanal kann insbesondere die Anströmung der einzelnen Strömungselemente optimiert werden.
Das Strömungselement weist vorzugsweise eine durch die Vorsprünge und die Aufnahmeabschnitte gebildete Nut-Feder-Verbindung auf. Die einzelnen Strömungselemente können hierdurch besonders einfach und zuverlässig gestapelt und dabei sicher relativ zueinander positioniert, insbesondere zentriert, und festgelegt werden.
Mittels des Strömungselements werden vorzugsweise Unwuchten vermieden. Der Rundlauf der Abscheidevorrichtung, insbesondere des Stapels aus Strömungselementen, wird hierdurch vorzugsweise verbessert.
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die im Benutzungszustand der Abscheidevorrichtung rotierenden Bauteile, insbesondere der Stapel aus Strömungselementen, die Endplattenelemente und/oder eine Antriebswelle, durch einfaches Stapeln und Verbinden in einen einbaufertigen Zustand gebracht werden. Ein zusätzliches, insbesondere nachträgliches, Wuchten ist vorzugsweise entbehrlich.
Die im montierten Zustand der Abscheidevorrichtung gebildeten Kanäle weisen insbesondere einen rechteckigen Querschnitt von beispielsweise ungefähr 3 mm mal ungefähr 0,5 mm auf. Es kann ferner vorgesehen sein, dass die im montierten Zustand der Abscheidevorrichtung gebildeten Kanäle einen trapezförmigen oder parallelo- grammförmigen Querschnitt aufweisen.
Ein separates Element zur Positionierung der Strömungselemente relativ zueinander ist vorzugsweise entbehrlich.
Die Endplattenelemente bilden vorzugsweise Deckel für die Strömungselemente, insbesondere für den Stapel aus Strömungselementen.
Die vorliegende Erfindung betrifft insbesondere ein Funktionsbauteil für eine Abscheidevorrichtung.
Ein solches Funktionsbauteil umfasst vorzugsweise eine Welle zur Aufnahme von einem oder mehreren Strömungselementen der Abscheidevorrichtung und ein Antriebselement zum Aufnehmen einer Antriebskraft und zum Übertragen derselben auf die Welle.
Ein solches Funktionsbauteil kann insbesondere mehrteilig ausgebildet sein.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Funktionsbauteil für eine Abscheidevorrichtung bereitzustellen, welches einfach und kostengünstig herstellbar ist und einen zuverlässigen Betrieb der Abscheidevorrichtung ermöglicht.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Funktionsbauteil für eine Abscheidevorrichtung gelöst, welches eine Welle zur Aufnahme von einem oder mehreren Strömungselementen der Abscheidevorrichtung und ein Antriebselement zum Aufnehmen einer Antriebskraft zum Übertragen derselben auf die Welle umfasst, wobei das Funktionsbauteil einstückig ausgebildet ist.
Dadurch, dass das Funktionsbauteil einstückig ausgebildet ist, ist eine Kraftübertragung von zwei unterschiedlichen Bauteilen, insbesondere von einem ersten Bauteil, welches als Antriebselement ausgebildet ist, auf ein weiteres Bauteil, welches als Welle ausgebildet ist, entbehrlich. Insbesondere ist somit eine möglicherweise störanfällige Fehlerquelle der Abscheidevorrichtung eliminiert. Zudem ist das Funktionsbauteil hierdurch vorzugsweise einfach und kostengünstig herstellbar.
Erfindungsgemäß sind insbesondere die Welle und das Antriebselement des Funktionsbauteils einstückig miteinander ausgebildet.
Vorteilhaft kann es sein, wenn die Welle ein Verbindungselement zur Aufnahme und Verbindung mehrerer Strömungselemente ist.
Die Welle ist insbesondere ein Verbindungselement zur Aufnahme und Verbindung eines Stapels aus Strömungselementen.
Günstig kann es sein, wenn das Antriebselement eine Turbine ist.
Insbesondere kann vorgesehen sein, dass das Antriebselement eine als Freistrahlturbine und/oder Diagonalturbine ausgebildete Turbine ist.
Vorteilhaft kann es sein, wenn das Funktionsbauteil ein Kunststoffbauteil ist.
Insbesondere kann vorgesehen sein, dass das Funktionsbauteil ein Spritzgussbauteil, beispielsweise ein Kunststoff-Spritzgussbauteil, ist.
Das Funktionsbauteil kann beispielsweise aus einem kurzfaserverstärkten Kunststoffmaterial gebildet sein.
Bei einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Antriebselement und die Welle in einer Richtung aufeinanderfolgend angeordnet sind, welche parallel zu einer Rotationsachse der Welle verläuft. Die Welle umfasst vorzugsweise zwei Enden, an welchen ein Stapel aus Strömungselementen festlegbar ist. Der Stapel aus Strömungselementen ist vorzugsweise formschlüssig und/oder kraftschlüssig an den zwei Enden der Welle festlegbar.
Bei einer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass der Stapel aus Strömungselementen ausschließlich an den zwei Enden der Wellen mit der Welle in Kontakt kommt und in einem zwischen den zwei Enden angeordneten Bereich, insbesondere Zugbereich, der Welle beabstandet von der Welle angeordnet ist.
Das erfindungsgemäße Funktionsbauteil eignet sich insbesondere zur Verwendung in einer Abscheidevorrichtung, beispielsweise einer Abscheidevorrichtung zum Abscheiden einer Flüssigkeit aus einem Gasstrom.
Die vorliegende Erfindung betrifft daher auch eine Abscheidevorrichtung, insbesondere zum Abscheiden einer Flüssigkeit aus einem Gasstrom, welche mehrere drehbar gelagerte Strömungselemente und ein Funktionsbauteil, insbesondere ein erfindungsgemäßes Funktionsbauteil, umfasst.
Günstig kann es sein, wenn die Welle des Funktionsbauteils durch einen Stapel aus Strömungselementen der Abscheidevorrichtung hindurchgeführt ist.
Die Welle des Funktionsbauteils ist vorzugsweise durch einen Zentralkanal des Stapels aus Strömungselementen der Abscheidevorrichtung hindurchgeführt.
Bei einer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Welle des Funktionsbauteils mittels eines oder mehrerer Lager direkt an einem Gehäuse der Abscheidevorrichtung drehbar gelagert ist.
Vorzugsweise ist somit die Welle selbst drehbar gelagert. Der Stapel aus Strömungselementen ist vorzugsweise drehfest mit der Welle verbunden. Alternativ hierzu kann vorgesehen sein, dass der Stapel aus Strömungselementen direkt an einem Gehäuse der Abscheidevorrichtung drehbar gelagert ist.
Die Welle umfasst vorzugsweise einen zwischen zwei Enden der Welle angeordneten Zugabschnitt (Zugbereich), welcher in einem montierten Zustand des Funktionsbauteils in der Abscheidevorrichtung auf Zug beansprucht ist.
Der Zugabschnitt ist vorzugsweise ausgehend von den zwei Enden zu einer zwischen den zwei Enden der Welle liegenden Mitte hin verjüngend ausgebildet.
Vorteilhaft kann es sein, wenn die Abscheidevorrichtung eine Strahlvorrichtung umfasst, mittels welcher ein Fluidstrahl auf das Antriebselement des Funktionsbauteils richtbar ist und mittels welcher das Funktionsbauteil in Rotation versetzbar ist.
Das Funktionsbauteil ist vorzugsweise formschlüssig mit einem Stapel aus Strömungselementen der Abscheidevorrichtung verbunden oder verbindbar.
Insbesondere ist vorzugsweise ein Drehmoment mittels des Funktionsbauteils auf den Stapel aus Strömungselementen übertragbar, um den Stapel aus Strömungselementen in Rotation zu versetzen.
Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass die Abscheidevorrichtung eine Kopplungsvorrichtung zur Kopplung der Welle und/oder des Antriebselements mit dem Stapel aus Strömungselementen umfasst.
Die Abscheidevorrichtung ist insbesondere eine Zentrifugenvorrichtung.
Mittels der Abscheidevorrichtung sind beispielsweise Blowby-Gase eines
Kurbelgehäuses eines Verbrennungsmotors behandelbar, insbesondere Ölnebel aus den Blowby-Gasen abscheidbar. Durch eine einteilige Ausführung des Funktionsbauteils (Zentrifugenantriebs), insbesondere aus Kunststoff, können vorzugsweise ein oder mehrere Schnittstellen zwischen einzelnen Funktionsabschnitten, insbesondere zwischen einer Welle und einem Antriebselement, und somit ein oder mehrere Versagensmöglichkeiten eliminiert werden.
Das Antriebselement weist vorzugsweise eine einfache Geometrie auf, welche beispielsweise eine Entformung in einer Hauptentformungsrichtung ermöglicht.
Vorzugsweise kann durch die erfindungsgemäße Lösung eine Optimierung des Gesamtsystems mit Hinsicht auf Toleranzen, Komplexität und Funktion erfolgen. Zudem wird vorzugsweise ein Fertigungsprozess und/oder ein Montage- prozess stark vereinfacht.
Das Funktionsbauteil weist vorzugsweise eine einfache Geometrie auf, so dass das Funktionsbauteil vorzugsweise in einem Spritzgussprozess herstellbar ist und dabei lediglich drei Entformungsrichtungen vorgesehen sein müssen.
Der vorliegenden Erfindung liegt die weitere Aufgabe zugrunde, eine Abscheidevorrichtung bereitzustellen, mittels welcher eine effiziente Drehmomentübertragung und/oder Kraftübertragung von einer Welle auf einen Stapel aus Strömungselementen erfolgen kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Abscheidevorrichtung gelöst, welche einen Stapel aus Strömungselementen umfasst, der auf einer Welle der Abscheidevorrichtung angeordnet ist, wobei die Abscheidevorrichtung eine Kopplungsvorrichtung zur drehfesten Kopplung des Stapels aus Strömungselementen mit der Welle umfasst.
Dadurch, dass die Abscheidevorrichtung vorzugsweise eine Kopplungsvorrichtung zur drehfesten Kopplung des Stapels aus Strömungselementen mit der Welle umfasst, ist eine effiziente Drehmomentübertragung und/oder Kraftübertragung von der Welle auf den Stapel aus Strömungselementen möglich.
Eine drehfeste Kopplung ist insbesondere eine Drehmitnahme zur Übertragung eines Drehmoments von der Welle auf den Stapel aus Strömungselementen.
Bei einer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Welle ein Kopplungselement umfasst, welches mit einem im Wesentlichen komplementär hierzu ausgebildeten Kopplungselement des Stapels aus Strömungselementen formschlüssig in Eingriff bringbar ist.
Günstig kann es sein, wenn das Kopplungselement der Welle und/oder das Kopplungselement des Stapels aus Strömungselementen nicht rotationssymmetrisch ausgebildet ist/sind.
Die Begriffe Rotationssymmetrie und Rotationsachse beziehen sich dabei auf eine Drehbewegung der Welle und des Stapels aus Strömungselementen im Betrieb der Abscheidevorrichtung.
Das Kopplungselement ist vorzugsweise gemeinsam mit der Welle ausgebildet und/oder durch Formgebung eines Abschnitts der Welle gebildet.
Es kann vorgesehen sein, dass das Kopplungselement des Stapels aus Strömungselementen einstückig mit einem Strömungselement und/oder einem Endplattenelement des Stapels ausgebildet ist.
Alternativ oder ergänzend hierzu kann vorgesehen sein, dass das Kopplungselement des Stapels aus Strömungselementen durch Formgebung eines Abschnitts eines Strömungselements und/oder eines Endplattenelements des Stapels gebildet ist.
Günstig kann es sein, wenn das Kopplungselement der Welle einen senkrecht zu einer Rotationsachse der Welle genommenen dreieckigen, viereckigen, fünfeckigen oder sechseckigen Querschnitt aufweist. Ein Schwerpunkt und/oder geometrischer Mittelpunkt des Querschnitts des Kopplungselements liegt vorzugsweise auf der Rotationsachse.
Vorteilhaft kann es sein, wenn das Kopplungselement der Welle ein Kunststoffbauteil, insbesondere ein Spritzguss-Kunststoffbauteil, ist.
Das Kopplungselement des Stapels aus Strömungselementen ist vorzugsweise ein Kunststoffbauteil, insbesondere ein Spritzguss-Kunststoffbauteil.
Es kann vorgesehen sein, dass ein Kopplungselement, insbesondere das Kopplungselement der Welle oder das Kopplungselement des Stapels aus Strömungselementen, als ein radialer Vorsprung ausgebildet oder durch ein oder mehrere radiale Vorsprünge gebildet ist.
Der Stapel aus Strömungselementen ist vorzugsweise in einer parallel zu einer Rotationsachse der Welle verlaufenden Richtung auf die Welle aufschiebbar.
Günstig kann es sein, wenn beim Aufschieben des Stapels aus Strömungselementen das Kopplungselement der Welle und das Kopplungselement des Stapels aus Strömungselementen miteinander in Eingriff bringbar sind.
Vorteilhaft kann es sein, wenn der Stapel aus Strömungselementen mittels einer Befestigungsvorrichtung in axialer Richtung auf der Welle festlegbar ist.
Der Stapel aus Strömungselementen ist vorzugsweise mittels einer Befestigungsvorrichtung derart in axialer Richtung auf der Welle festlegbar, dass das Kopplungselement der Welle und das Kopplungselement des Stapels in einem Kopplungszustand relativ zueinander festgelegt sind.
Insbesondere kann vorgesehen sein, dass der Stapel aus Strömungselementen mittels der Befestigungsvorrichtung in axialer Richtung derart auf der Welle festlegbar ist, dass das Kopplungselement der Welle und das Kopplungs- element des Stapels in einem Kopplungszustand ineinandergedrückt oder ineinandergepresst sind.
Bei einer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass der Stapel aus Strömungselementen in einem montierten Zustand der Abscheidevorrichtung zwischen der Kopplungsvorrichtung und einer Befestigungsvorrichtung eingeklemmt ist.
Die Befestigungsvorrichtung ist beispielsweise eine Klemmvorrichtung, eine Schraubvorrichtung, eine Bajonettvorrichtung, eine Schnappvorrichtung, eine Rastvorrichtung und/oder eine Clipvorrichtung.
Vorteilhaft kann es sein, wenn die Kopplungsvorrichtung an einem Ende der Welle angeordnet ist, an welchem die Welle an ein Antriebselement zum Antreiben der Welle angrenzt. Die Welle erstreckt sich vorzugsweise im montierten Zustand der Abscheidevorrichtung durch den Stapel aus Strömungselementen hindurch.
Der Stapel aus Strömungselementen umfasst vorzugsweise einen Zentralkanal, durch welchen in einem Abscheidebetrieb der Abscheidevorrichtung ein Fluidstrom hindurchführbar ist.
Der Fluidstrom ist somit insbesondere längs der Welle führbar und kommt dabei in Kontakt mit der Welle.
Die Strömungselemente sind dabei vorzugsweise von der Welle beabstandet, mit Ausnahme des Bereichs der Kopplungsvorrichtung und eines weiteren Bereichs an dem weiteren Ende des Stapels und/oder der Welle, beispielsweise des Bereichs der Befestigungsvorrichtung.
Für die Endmontage des Stapels aus Strömungselementen (gesamte rotierende Separatoreinheit) wird die Welle (Antriebswelle) vorzugsweise durch den Stapel aus Strömungselementen geschoben und von der Gegenseite fixiert. Die Fixierung kann insbesondere über eine einfache Mutter oder einen Sicherungsring erfolgen. Es kann jedoch ferner auch eine Schnappverbindung und/oder ein Bajonettverschluss vorgesehen sein.
Mittels der Befestigungsvorrichtung wird vorzugsweise eine definierte Vorspannung auf den Stapel aus Strömungselementen aufgebracht. Mittels dieser Vorspannung kann vorzugsweise ein Toleranzausgleich ermöglicht werden, um ein unerwünschtes Spiel in der gesamten rotierenden Einheit aus Welle und dem Stapel aus Strömungselementen zu reduzieren oder ganz zu vermeiden. Insbesondere kann hierdurch eine Unwucht verringert und ein Rundlauf optimiert werden.
Die vorliegende Erfindung betrifft ferner eine Abscheidevorrichtung, welche ein oder mehrere drehbar gelagerte Strömungselemente und eine Strahlvorrichtung zum Antreiben der Strömungselemente umfasst.
Der Erfindung liegt diesbezüglich die Aufgabe zugrunde, eine Abscheidevorrichtung zu schaffen, welche einfach und kostengünstig herstellbar ist und einen effizienten Antrieb aufweist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Abscheidevorrichtung, insbesondere zum Abscheiden einer Flüssigkeit aus einem Gasstrom, gelöst, welche Folgendes umfasst:
ein oder mehrere drehbar gelagerte Strömungselemente;
eine Strahlvorrichtung, mittels welcher ein freier Fluidstrahl eines Antriebs- fluids erzeugbar ist;
ein als Turbine ausgebildetes Antriebselement zum Antreiben des einen oder der mehreren Strömungselemente durch Umlenkung und/oder Ablenkung des Fluidstrahls,
wobei der Fluidstrahl derart auf das Antriebselement gerichtet ist, dass dieser im Wesentlichen tangential auf bezüglich einer Rotationsachse des Antriebselements radial außen liegende Bereiche von Schaufeln des Antriebselements trifft, wobei der Fluidstrahl mittels des Antriebelements in bezüglich der Rotationsachse des Antriebselements axialer Richtung ablenkbar ist.
Unter einer tangentialen Anströmung und einem tangentialen Auftreffen des Fluidstrahls auf die Schaufeln des Antriebselements ist dabei insbesondere zu verstehen, dass die Schaufeln des Antriebselements zumindest näherungsweise senkrecht/orthogonal zu ihrer Haupterstreckungsrichtung mit Fluid beaufschlagt werden.
Bei einem freien Fluidstrahl und/oder einer Freistrahl-Turbine ist insbesondere vorgesehen, dass das Fluid zwischen einem Austritt aus einem Auslass (Düse) und einem Auftreffen auf das Antriebselement nicht geführt ist, sondern insbesondere frei durch einen im Wesentlichen gasgefüllten Raum strömt.
Bei einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Antriebselement als ein Diagonalturbinenrad ausgebildet ist.
Insbesondere kann vorgesehen sein, dass der Fluidstrahl mittels des Antriebselements um ungefähr 90° umlenkbar ist.
Der Fluidstrahl wird vorzugsweise in einer senkrecht zur Rotationsachse des Antriebselements verlaufenden Ebene eingestrahlt, dann um ungefähr 90° umgelenkt und im Wesentlichen parallel zur Rotationsachse abgeführt.
Der Fluidstrahl prallt dabei vorzugsweise nicht gegen eine Wand einer
Kammer, in welcher das Antriebselement angeordnet ist, um von der Wand oder an der Wand umgelenkt zu werden. Vielmehr wird der Fluidstrahl vorzugsweise mittels des Antriebselements in diejenige Richtung abgelenkt, in welcher er aus der Kammer abgeführt wird.
Ein unerwünschtes Stauen des Fluids in der Kammer, woraus sich der Wirkungsgrad des Antriebs stark reduzieren kann, wird hierdurch vorzugsweise verhindert. Zudem wird vorzugsweise das Rückführen des Fluids in ein Kurbelgehäuse deutlich verbessert.
Bei einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Antriebselement einstückig ausgebildet ist.
Insbesondere ist ein Basiskörper zur Aufnahme der Schaufeln des Antriebselements samt der Schaufeln einstückig ausgebildet.
Das Antriebselement, insbesondere der Grundkörper und die Schaufeln, ist vorzugsweise als ein Kunststoffbauteil, beispielsweise als ein Spritzguss- Kunststoffbauteil, ausgebildet.
Insbesondere durch die Ausgestaltung des Antriebselements als Diagonalturbine kann vorzugsweise die Ausgestaltung und die Herstellung des Antriebselements vereinfacht werden. Insbesondere ist hierdurch vorzugsweise ein einteiliges Kunststoffbauteil realisierbar.
Eine mit Schaufeln versehene Seite des Antriebselements weist vorzugsweise eine vollständig unbehindert in axialer Richtung zugängliche Oberfläche auf.
Die mit Schaufeln versehene Seite des Antriebselements weist somit vorzugsweise in axialer Richtung keinen Hinterschnitt auf.
Die mit Schaufeln versehene Seite des Antriebselements kann somit mittels eines einfachen Werkzeugs hergestellt und in axialer Richtung entformt werden.
Alternativ oder ergänzend hierzu kann vorgesehen sein, dass eine den Schaufeln abgewandte Seite des Antriebselements eine vollständig unbehindert in axialer Richtung zugängliche Oberfläche aufweist. Auch die den Schaufeln abgewandte Seite des Antriebselements weist dann vorzugsweise in axialer Richtung keinen Hinterschnitt auf und ist somit in axialer Richtung aus einem Werkstück einfach entformbar.
Günstig kann es sein, wenn das Antriebsfluid ein Motoröl aus einem Ölkreislauf eines Verbrennungsmotors ist.
Günstig kann es sein, wenn das Antriebselement eine mit Schaufeln versehene Antriebsseite und eine der Antriebsseite abgewandte Stützseite umfasst, welche zur mechanischen Stabilisierung des Antriebselements mit Stützelementen, insbesondere Streben und/oder Stegen, versehen ist.
Das gesamte Antriebselement samt Schaufeln und Stützelementen ist vorzugsweise einstückig ausgebildet.
Vorteilhaft kann es sein, wenn das Antriebselement einstückig mit einer Welle zur Aufnahme des einen oder der mehreren Strömungselemente ausgebildet ist.
Alternativ oder ergänzend hierzu kann vorgesehen sein, dass das Antriebselement mit einer Welle zur Aufnahme des einen oder der mehreren Strömungselemente verbunden, insbesondere drehfest verbunden, ist.
Ein als Diagonalturbinenrad ausgebildetes Antriebselement ist vorzugsweise in einer Auf- und Zu-Richtung eines Werkzeugs, insbesondere eines Spritzgusswerkzeugs, entformbar.
Das Antriebselement ist vorzugsweise einstückig (einteilig) hergestellt oder herstellbar, so dass kein zusätzlicher Montageschritt erforderlich ist. Das Antriebselement kann hierdurch insbesondere kostengünstig hergestellt werden.
Das Antriebselement kann beispielsweise mittels eines Fluidstrahls, der einen Druck von ungefähr 6 bar aufweist, derart in Rotation versetzt werden, dass eine Drehzahl mindestens ungefähr 10.000 Umdrehungen pro Minute, beispielsweise ungefähr 11.000 Umdrehungen pro Minute, beträgt.
Die vorliegende Erfindung betrifft ferner ein Strömungselement für eine Abscheidevorrichtung.
Der Erfindung liegt diesbezüglich die Aufgabe zugrunde, ein Strömungselement bereitzustellen, welches einfach und zuverlässig mit weiteren Strömungselementen verbindbar ist, um einen Stapel aus Strömungselementen für eine Abscheidevorrichtung bereitzustellen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Strömungselement für eine Abscheidevorrichtung gelöst, welches einen scheibenförmigen Grundkörper umfasst, der eine erste Seite und eine der ersten Seite gegenüberliegende zweite Seite umfasst, wobei die erste Seite und/oder die zweite Seite mehrere Kanäle umfasst, durch die im montierten Zustand des Strömungselements in der Abscheidevorrichtung ein Fluid von einer mittig in dem scheibenförmigen Grundkörper angeordneten Zentralöffnung des Grundkörpers nach außen oder von außen zu der mittig angeordneten Zentralöffnung führbar ist, wobei das Strömungselement eine Rastvorrichtung umfasst, mittels welcher das Strömungselement mit einem weiteren Strömungselement verrastbar ist.
Dadurch, dass das Strömungselement eine Rastvorrichtung zum Verrasten mit einem weiteren Strömungselement umfasst, kann ein Stapel aus Strömungselementen insbesondere im Wesentlichen unabhängig von weiteren Bauteilen gebildet werden. Der Stapel aus Strömungselementen ist dann einfach handhabbar und gewährleistet zugleich einen zuverlässigen Betrieb der Abscheidevorrichtung.
Bei einer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass das Strömungselement mittels der Rastvorrichtung mit einem oder mehreren baugleichen Strömungselementen verrastbar ist. Die Rastvorrichtung umfasst vorzugsweise ein oder mehrere Rastelemente, welche mit einer oder mehreren Rastaufnahmen eines weiteren, insbesondere baugleichen, Strömungselements in Eingriff bringbar sind.
Günstig kann es sein, wenn die Rastvorrichtung ein oder mehrere Rastaufnahmen umfasst, welche mit einem oder mehreren Rastelementen eines weiteren, insbesondere baugleichen, Strömungselements in Eingriff bringbar sind.
Vorzugsweise umfasst das Strömungselement sowohl Rastelemente als auch Rastaufnahmen, so dass das Strömungselement mit mehreren, insbesondere baugleichen, Strömungselementen verrastbar ist.
Günstig kann es sein, wenn das Strömungselement ein oder mehrere Rastelemente umfasst, welche, insbesondere gleichmäßig verteilt, an einem in radialer Richtung äußeren Rand des Strömungselements angeordnet sind.
Alternativ oder ergänzend hierzu kann vorgesehen sein, dass das Strömungselement ein oder mehrere Rastelemente umfasst, welche, insbesondere gleichmäßig verteilt, an einem in radialer Richtung inneren Rand des Strömungselements angeordnet sind.
Ferner kann vorgesehen sein, dass das Strömungselement ein oder mehrere Rastaufnahmen umfasst, welche, insbesondere gleichmäßig verteilt, an einem in radialer Richtung äußeren Rand des Strömungselements angeordnet sind.
Alternativ oder ergänzend hierzu kann vorgesehen sein, dass das Strömungselement ein oder mehrere Rastaufnahmen umfasst, welche, insbesondere gleichmäßig verteilt, an einem in radialer Richtung inneren Rand des Strömungselements angeordnet sind.
Das Strömungselement umfasst vorzugsweise mehrere Rastelemente und mehrere Rastaufnahmen, welche in einer Umfangsrichtung alternierend an einem in radialer Richtung äußeren Rand des Strömungselements angeordnet sind.
Alternativ oder ergänzend hierzu kann vorgesehen sein, dass das Strömungselement mehrere Rastelemente und mehrere Rastaufnahmen umfasst, welche in einer Umfangsrichtung alternierend an einem in radialer Richtung inneren Rand des Strömungselements angeordnet sind.
Günstig kann es sein, wenn das Strömungselement eine Rastelementseite aufweist, auf welcher sich ein oder mehrere Rastelemente der Rastvorrichtung erstrecken, so dass das eine oder die mehreren Rastelemente mit einer oder mehreren Rastaufnahmen eines an die Rastelementseite angelegen weiteren Strömungselements verrastbar sind.
Alternativ oder ergänzend hierzu kann vorgesehen sein, dass das Strömungselement eine Rastaufnahmeseite umfasst, an welcher ein weiteres Strömungselement anlegbar ist und von welcher ein oder mehrere Rastelemente des weiteren Strömungselements zur Verrastung mit einer oder mehreren Rastaufnahmen des Strömungselements angreifen.
Die Rastelementseite und die Rastelementaufnahmeseite sind vorzugsweise einander gegenüberliegend angeordnet.
Das Strömungselement ist vorzugsweise ein Kunststoffbauteil, insbesondere ein Spritzguss-Kunststoffbauteil.
Vorteilhaft kann es sein, wenn der scheibenförmige Grundkörper und ein oder mehrere Rastelemente der Rastvorrichtung und/oder ein oder mehrere Rastaufnahmen der Rastvorrichtung einstückig miteinander ausgebildet sind.
Insbesondere ist das gesamte Strömungselement vorzugsweise einstückig oder einteilig ausgebildet. Ein Rastelement ist beispielsweise als ein Rastarm oder Rasthaken ausgebildet.
Eine Rastaufnahme ist beispielsweise ein hintergreifbarer Abschnitt des scheibenförmigen Grundkörpers.
Das erfindungsgemäße Strömungselement eignet sich insbesondere zur Verwendung in einem Stapel aus baugleichen Strömungselementen.
Der Stapel aus baugleichen Strömungselementen umfasst vorzugsweise mehrere aufeinandergestapelte und mittels Rastelementen und Rastaufnahmen miteinander verrastete Strömungselemente.
Der vorliegenden Erfindung liegt die weitere Aufgabe zugrunde, eine Abscheidevorrichtung bereitzustellen, bei welcher ein Stapel aus Strömungselementen einfach und zuverlässig auf einer Welle festlegbar ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Abscheidevorrichtung, insbesondere zum Abscheiden einer Flüssigkeit aus einem Gasstrom, gelöst, wobei die Abscheidevorrichtung Folgendes umfasst:
einen Stapel aus Strömungselementen;
eine Welle zur Aufnahme des Stapels aus Strömungselementen;
eine Befestigungsvorrichtung zur Festlegung des Stapels aus Strömungselementen auf der Welle in einer bezüglich einer Rotationsachse der Welle axialen Richtung, wobei die Befestigungsvorrichtung eine Clipvorrichtung umfasst.
Unter einer Clipvorrichtung ist insbesondere eine Vorrichtung zu verstehen, welche mindestens ein elastisch nachgiebiges Clipelement umfasst, das aus einer Ausgangsstellung herausbewegt wird, um in einer Montagerichtung an einem Hindernis vorbeibewegt zu werden und das Hindernis zur Festlegung in der Montagerichtung zu hintergreifen. Günstig kann es sein, wenn die Befestigungsvorrichtung ein oder mehrere an dem Stapel aus Strömungselementen angeordnete Clipelemente umfasst, welche mit einer oder mehreren Clipaufnahmen auf und/oder an der Welle in Eingriff bringbar sind.
Alternativ kann ferner vorgesehen sein, dass die Befestigungsvorrichtung ein oder mehrere an der Welle angeordnete Clipelemente umfasst, welche mit einer oder mehreren Clipaufnahmen an dem Stapel aus Strömungselementen in Eingriff bringbar sind.
Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass die Befestigungsvorrichtung ein oder mehrere Clipelemente umfasst, welche an einem Endplattenelement des Stapels aus Strömungselementen angeordnet sind und mit einer oder mehreren Clipaufnahmen auf und/oder an der Welle in Eingriff bringbar sind.
Die Clipvorrichtung umfasst vorzugsweise eine oder mehrere Clipaufnahmen, welche als ringförmige Nut auf der Welle ausgebildet sind.
Die Clipvorrichtung umfasst ferner vorzugsweise ein oder mehrere Clipelemente, welche als Vorsprünge, insbesondere als Rasthaken, an dem Stapel aus Strömungselementen ausgebildet sind.
Der Stapel aus Strömungselementen ist in einem montierten Zustand der Abscheidevorrichtung vorzugsweise zwischen einer Kopplungsvorrichtung zur drehfesten Kopplung des Stapels aus Strömungselementen mit der Welle und der Befestigungsvorrichtung eingeklemmt.
Bei einer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass ein Aufnahmeabschnitt der Welle, an welchem der Stapel aus Strömungselementen auf der Welle aufliegt, entgegen einer Montagerichtung verjüngend ausgebildet ist. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass der Aufnahmeabschnitt der Welle entgegen einer Montagerichtung konisch verjüngend ausgebildet ist.
Ein Aufnahmeabschnitt des Stapels aus Strömungselementen, mit welchem der Stapel aus Strömungselementen auf der Welle aufliegt, ist vorzugsweise entgegen einer Montagerichtung verjüngend ausgebildet.
Der Aufnahmeabschnitt des Stapels ist insbesondere eine Durchführungsöffnung, in welche der Aufnahmeabschnitt der Welle einbringbar ist.
Der Aufnahmeabschnitt des Stapels ist vorzugsweise im Wesentlichen komplementär zu dem Aufnahmeabschnitt der Welle ausgebildet.
Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass der Aufnahmeabschnitt des Stapels eine im Wesentlichen konisch verjüngende Aufnahmeöffnung ist.
Vorteilhaft kann es sein, wenn die Welle durch einen fluidführenden Zentralkanal in dem Stapel aus Strömungselementen der Abscheidevorrichtung hindurchgeführt ist.
Der Zentralkanal dient insbesondere der Führung eines Fluidstroms, beispielsweise eines von Ölnebel zu befreienden Gasstroms.
Der Stapel aus Strömungselementen und die Welle sind vorzugsweise nur an zwei Enden der Welle und/oder des Stapels miteinander in Kontakt.
Der Aufnahmeabschnitt der Welle ist vorzugsweise ein einem Antriebselement der Abscheidevorrichtung gegenüberliegendes Ende der Welle.
Es kann vorgesehen sein, dass der Stapel aus Strömungselementen, beispielsweise ein Endplattenelement des Stapels aus Strömungselementen, angeformte Rastnasen aufweist, welche in eine Nut auf und/oder an der Welle einrastbar sind, insbesondere zur formschlüssigen Verbindung des Stapels aus Strömungselementen mit der Welle.
Eine sich verjüngende Ausgestaltung, insbesondere eine konische Ausgestaltung, eines Aufnahmeabschnitts der Welle und/oder des Stapels aus Strömungselementen dient insbesondere der Erleichterung des Fügeprozesses und/oder der Zentrierung der Welle relativ zu dem Stapel aus Strömungselementen.
Besonders vorteilhaft kann es sein, wenn die Abscheidevorrichtung einen Stapel aus baugleichen Strömungselementen umfasst, welche mittels Rastelementen und Rastaufnahmen miteinander verrastet sind. Zugleich ist vorzugsweise eine Clipvorrichtung zum Festlegen des Stapels aus Strömungselementen auf der Welle vorgesehen.
Insbesondere ist eine Clipvorrichtung zum Festlegen des Stapels aus Strömungselementen auf der Welle dann einsetzbar, wenn der Stapel aus Strömungselementen, beispielsweise mittels der Rastvorrichtungen, bereits als vormontierte und von sich aus zusammenhaltende Einheit vorliegt.
Günstig kann es sein, wenn zwischen Bereichen der Abscheidevorrichtung, in welcher Rohgas geführt ist, und Bereichen, in welchen Reingas geführt ist, eine Dichtungsvorrichtung, beispielsweise ein O-Ring, angeordnet ist. auf diese Weise können vorzugsweise Leckageströmungen zwischen den beiden Bereichen reduziert oder ganz vermieden werden, so dass vorzugsweise eine Funktion der Abscheidevorrichtung in sämtlichen Betriebspunkten gewährleistet ist.
Rohgas ist insbesondere ein Fluidstrom, welcher mit abzuscheidenden Flüssigkeitströpfchen beladen ist. Reingas ist insbesondere ein Fluidstrom, aus welchem die Flüssigkeitströpfchen mittels der Abscheidevorrichtung entfernt wurden. Das Funktionsbauteil, die Welle, das Antriebselement, ein oder mehrere Strömungselemente, ein oder mehrere Endplattenelemente und/oder ein Gehäuse können beispielsweise als ein oder mehrere Kunststoffbauteile ausgebildet sein. Ein Kunststoffbauteil ist insbesondere ein Spritzguss-Kunststoffbauteil.
Ein Spritzguss-Kunststoffbauteil ist vorzugsweise in einem Spritzgießverfahren herstellbar, in welchem einem Kunststoff, beispielsweise einem Thermoplast, Gas zugesetzt wird.
Insbesondere ist ein Kunststoffbauteil ein in einem Spritzgussverfahren hergestelltes Bauteil aus einem mikrozellulären Schaum aus Kunststoff, insbesondere Thermoplast. Hierdurch kann insbesondere eine Gewichtsreduktion erzielt werden.
Weitere bevorzugte Merkmale und/oder Vorteile der Erfindung sind Gegenstand der nachfolgenden Beschreibung und der zeichnerischen Darstellung von Ausführungsbeispielen.
In den Zeichnungen zeigen :
Fig. 1 eine schematische Schnittdarstellung einer ersten Ausführungsform einer Abscheidevorrichtung, welche einen Stapel aus baugleichen Strömungselementen umfasst;
Fig. 2 eine schematische perspektivische, teilweise geschnittene Darstellung zweier Strömungselemente der Abscheidevorrichtung aus Fig. 1;
Fig. 3 einen vergrößerten schematischen Querschnitt durch die Strömungselemente aus Fig. 2; einen der Fig. 1 entsprechenden schematischen Querschnitt durch die Abscheidevorrichtung zur Illustration der Funktionsweise der Abscheidevorrichtung;
Fig. 5 eine der Fig. 1 entsprechende schematische Darstellung einer zweiten Ausführungsform einer Abscheidevorrichtung, bei welcher ein Funktionsbauteil vorgesehen ist, welches eine Welle und ein Antriebselement umfasst, wobei die Strömungselemente vereinfacht als Paket oder Stapel dargestellt sind;
Fig. 6 eine schematische perspektivische Darstellung des Funktionsbauteils aus Fig. 5;
Fig. 7 eine weitere schematische perspektivische Darstellung des Funktionsbauteils aus Fig. 5;
Fig. 8 eine schematische Seitenansicht des Funktionsbauteils aus Fig. 5;
Fig. 9 eine schematische Draufsicht auf eine Oberseite eines Antriebselements des Funktionsbauteils aus Fig. 5; eine schematische Darstellung eines Endplattenelements der Abscheidevorrichtung aus Fig. 5, bei welcher ein Kopplungselement zum formschlüssigen Koppeln des Stapels aus Strömungselementen mit der Welle vorgesehen ist; eine schematische perspektivische Darstellung zweier Strömu elemente der Abscheidevorrichtung aus Fig. 5, welche mittels einer Rastvorrichtung miteinander verrastet sind;
Fig. 12 eine schematische Seitenansicht der Strömungselemente aus Fig.
11; Fig. 13 eine schematische Draufsicht auf eine Oberseite eines Strömungselements aus Fig. 11;
Fig. 14 eine schematische perspektivische Darstellung einer alternativen
Ausführungsform eines Antriebselements der Abscheidevorrichtung;
Fig. 15 eine schematische Seitenansicht des Antriebselements aus Fig.
14;
Fig. 16 eine schematische Draufsicht auf eine Oberseite des Antriebselements aus Fig. 14;
Fig. 17 einen schematischen vertikalen Schnitt durch ein Funktionsbauteil und zwei Endplattenelemente einer dritten Ausführungsform einer Abscheidevorrichtung, bei welcher eine Clipvorrichtung zum Festlegen des Stapels aus Strömungselementen auf der Welle vorgesehen ist;
Fig. 18 eine schematische perspektivische Darstellung der Endplattenelemente und des Funktionsbauteils aus Fig. 17;
Fig. 19 eine vergrößerte Darstellung des Bereichs XIX in Fig. 18 zur
Illustration der Clipvorrichtung in verbundenem Zustand;
Fig. 20 eine perspektivische teilweise geschnittene Darstellung der Clipvorrichtung aus Fig. 19; und
Fig. 21 eine der Fig. 20 entsprechende schematische Darstellung der
Clipvorrichtung im unverbundenen Zustand derselben.
Gleiche oder funktional äquivalente Elemente sind in sämtlichen Figuren mit denselben Bezugszeichen versehen. Eine in den Fig. 1 bis 4 dargestellte, als Ganzes mit 100 bezeichnete Abscheidevorrichtung dient beispielsweise zur Aerosolabtrennung bei der spanenden Werkstoffbearbeitung im Maschinenbau und/oder zur Abscheidung von Ölnebel aus einem Gasstrom.
Die Abscheidevorrichtung 100 dient insbesondere zum Abscheiden von Ölnebel aus Blowby-Gasen eines Verbrennungsmotors.
Die Abscheidevorrichtung 100 umfasst ein Gehäuse 102, welches einen Innenraum 104 der Abscheidevorrichtung 100 umgibt.
Das Gehäuse 102 ist beispielsweise zweiteilig ausgebildet, so dass der Innenraum 104 insbesondere zur Montage der Abscheidevorrichtung 100 einfach zugänglich ist.
Mittels eines Verbindungsabschnitts 106 und einer (nicht dargestellten)
Schraubverbindung und/oder Schweißverbindung, insbesondere durch ein Reibschweißverfahren (beispielsweise ein Vibrations-, Rotations- oder Ultraschallschweißverfahren) oder ein Heißgasschweißverfahren, können die zwei Teile des Gehäuses 102 insbesondere zur einfachen Montage der Abscheidevorrichtung 100 miteinander verbunden werden.
Eine im Bereich des Verbindungsabschnitts 106 angeordnete Dichtung 108 des Gehäuses 102 verhindert ein unerwünschtes Austreten von Gas und/oder Flüssigkeit aus dem Innenraum 104 der Abscheidevorrichtung 100 im montierten Zustand der Abscheidevorrichtung 100.
Der Innenraum 104 der Abscheidevorrichtung 100 ist insbesondere im
Wesentlichen zylindrisch ausgebildet und dient der Aufnahme eines Stapels 110 aus Strömungselementen 112. Die Strömungselemente 112 sind im Wesentlichen scheibenförmig ausgebildet und weisen jeweils eine beispielsweise kreisrunde Zentralöffnung 114 auf.
Mittels der Zentralöffnungen 114 der Strömungselemente 112 ist ein Zentralkanal 116 in dem Stapel 110 aus Strömungselementen 112 gebildet.
Der Zentralkanal 116 ist im Wesentlichen zylindrisch ausgebildet und somit rotationssymmetrisch um eine Symmetrieachse 118, welche eine Mittelachse 120 der Strömungselemente 112 ist.
In dem in den Fig. 1 und 4 dargestellten montierten Zustand der Abscheidevorrichtung 100 ist der Stapel 110 aus Strömungselementen 112 um die Mittelachse 120 rotierbar. Die Mittelachse 120 ist somit eine Rotationsachse 122 der Strömungselemente 112, insbesondere des Stapels 110 aus Strömungselementen 112.
In einer parallel zur Mittelachse 120 verlaufenden Richtung wird der Stapel 110 aus Strömungselementen 112 beidseitig mit jeweils einem Endplattenelement 124 begrenzt. Die Endplattenelemente 124 umfassen jeweils einen Anlageabschnitt 126, mit welchem die Endplattenelemente 124 an den Strömungselementen 112 anliegen, und einen Lagerabschnitt 128, mit welchem die Endplattenelemente 124 drehbar an dem Gehäuse 102 gelagert sind.
Eine den Strömungselementen 112 zugewandte Seite 125 eines jeden Endplattenelements 124 weist eine Form auf, welche der Form einer dem Endplattenelement 124 abgewandten Seite 150, 152 eines an das jeweilige Endplattenelement 124 angrenzenden Strömungselements 112 entspricht.
Eines der Endplattenelemente 124 ist Bestandteil eines Einlassabschnitts 130 der Abscheidevorrichtung 100. Durch den Einlassabschnitt 130 kann dem Innenraum 104, insbesondere dem Zentralkanal 116 des Stapels 110 aus Strömungselementen 112, beispielsweise ein Aerosol zugeführt werden.
Das weitere der Endplattenelemente 124 umfasst einen Antriebsabschnitt 132, insbesondere eine Antriebswelle 134, mittels welchem das Endplattenelement 124 und somit auch der Stapel 110 aus Strömungselementen 112 mit einer Antriebsvorrichtung 136 koppelbar oder gekoppelt ist.
Mittels der Antriebsvorrichtung 136 kann über das den Antriebsabschnitt 132 aufweisende Endplattenelement 124 insbesondere eine Rotationsbewegung auf den Stapel 110 aus Strömungselementen 112 übertragen werden.
Bei der in den Fig. 1 und 4 dargestellten Ausführungsform der Abscheidevorrichtung 100 umfassen die Endplattenelemente 124 zudem jeweils einen Verbindungsabschnitt 138, mittels welchem die Endplattenelemente 124 durch den Zentralkanal 116 hindurch verbindbar sind.
Insbesondere ist dabei vorgesehen, dass ein zentrales Verbindungselement 139, beispielsweise eine Schraube oder Gewindestange 140, sich von dem Verbindungsabschnitt 138 des einen Endplattenelements 124 bis zu dem Verbindungsabschnitt 138 des weiteren Endplattenelements 124 erstreckt und die Endplattenelemente 124 aufeinander zu zieht oder drückt. Die Strömungselemente 112 werden somit zwischen die Endplattenelemente 124 eingespannt.
Das Gehäuse 102 der Abscheidevorrichtung 100 umfasst eine Drainageöffnung 142, durch welche das mittels der Abscheidevorrichtung 100 abgeschiedene Fluid, insbesondere Öl, aus dem Innenraum 104 entfernt werden kann, insbesondere abfließen kann.
Ferner umfasst das Gehäuse 102 der Abscheidevorrichtung 100 einen Auslassabschnitt 144, durch welchen das mittels der Abscheidevorrichtung 100 gereinigte Gas den Innenraum 104 der Abscheidevorrichtung 100 verlassen kann. Wie insbesondere den Fig. 2 und 3 zu entnehmen ist, umfasst jedes Strömungselement 112 einen im Wesentlichen scheibenförmigen, zumindest näherungsweise um die Rotationsachse 122 rotationssymmetrischen Grundkörper 146, welcher mit einer Vielzahl von sich parallel zur Mittelachse 120 erstreckenden Wänden 148 versehen ist.
Sowohl eine erste Seite 150 als auch eine der ersten Seite 150 gegenüberliegende zweite Seite 152 des Grundkörpers 146 ist dabei mit solchen Wänden 148 versehen.
Mittels der Wände 148 sind Kanäle 154 der Strömungselemente 112 gebildet.
Die Wände 148 sind somit Trennwände 156 zwischen den Kanälen 154.
Dem Grundkörper 146 abgewandte freie Enden 158 der Trennwände 156 sind als Vorsprünge 160 ausgebildet.
Der Bereich des Grundkörpers 146 zwischen den Trennwänden 156 ist ein Kanalboden 162 der Kanäle 154.
Die Kanalböden 162 sind mit Vertiefungen 164, beispielsweise Nuten 166, versehen.
Die Vertiefungen 164 bzw. Nuten 166 bilden Aufnahmeabschnitte 168 für die Vorsprünge 160.
Die Aufnahmeabschnitte 168, insbesondere die Vertiefungen 164 bzw. die Nuten 166, sind vorzugsweise in einer Tiefenrichtung verjüngend ausgebildet. Die Aufnahmeabschnitte 168 umfassen hierzu vorzugsweise Entformungs- schrägen 165 oder Einführschrägen 167, welche schräg zur Mittelachse 120 ausgerichtet sind. Die Entformungsschrägen 165 bzw. die Einführschrägen 167 werden insbesondere durch Seitenwandungen der Aufnahmeabschnitte 168 gebildet.
Die Vorsprünge 160 sind vorzugsweise zu ihrem dem Grundkörper 146 abgewandten Ende 158 hin verjüngend ausgebildet, insbesondere im Wesentlichen komplementär zu der Form der Aufnahmeabschnitte 168.
Durch die verjüngende Ausgestaltung der Aufnahmeabschnitte 168 und der Vorsprünge 160 können die Strömungselemente 112 besonders genau relativ zueinander positioniert und stabil und zuverlässig miteinander verbunden werden.
Sowohl die erste Seite 150 als auch die zweite Seite 152 des Grundkörpers 146 ist mit solchen Vorsprüngen 160 und solchen Aufnahmeabschnitten 168 versehen.
Die Vorsprünge 160 und die Aufnahmeabschnitte 168 sind dabei derart verteilt angeordnet, dass bei einem einfachen Aufeinanderstapeln baugleicher Strömungselemente 112 die Vorsprünge 160 auf der ersten Seite 150 eines Strömungselements 112 in die Aufnahmeabschnitte 168 auf der zweiten Seite 152 eines weiteren Strömungselements 112 eingreifen. Gleichzeitig greifen vorzugsweise die Vorsprünge 160 auf der zweiten Seite 152 des weiteren Strömungselements 112 in die Aufnahmeabschnitte 168 auf der ersten Seite 150 des ersten Strömungselements 112 ein.
Die Trennwände 156, die Kanäle 154, die Vorsprünge 160 und die Aufnahmeabschnitte 168 weisen einen im Wesentlichen kreisevolventenförmigen Verlauf auf.
Somit sind kreisevolventenförmige Kanäle 154 gebildet, welche sich von einem der Zentralöffnung 114 zugewandten inneren Ende 170 bis zu einem der Zentralöffnung 114 abgewandten äußeren Ende 172 erstrecken. Mittels der Kanäle 154 kann somit das durch den Einlassabschnitt 130 zugeführte Aerosol von dem Zentralkanal 116 in bezüglich der Mittelachse 120 radialer Richtung 174 nach außen geführt werden.
Die vorstehend beschriebene Abscheidevorrichtung 100 funktioniert wie folgt:
Mittels der Antriebsvorrichtung 136 wird der Stapel 110 aus Strömungselementen 112 über den Antriebsabschnitt 132 des Endplattenelements 124 in Rotation versetzt.
Der Stapel 110 aus Strömungselementen 112 fungiert dadurch als Zentrifuge, mittels welcher schwere Bestandteile, insbesondere Tröpfchen, eines Aerosols abgeschieden werden können.
Das beispielsweise als Blowby-Gas eines Verbrennungsmotors ausgebildete Aerosol wird über den Einlassabschnitt 130 der Abscheidevorrichtung 100 durch das dem Einlassabschnitt 130 zugewandt angeordnete Endplattenelement 124 hindurchgeleitet und dem Zentralkanal 116 des Stapels 110 aus Strömungselementen 112 zugeführt.
An den inneren Enden 170 der Kanäle 154 tritt das Aerosol in die Kanäle 154 ein und wird durch die Kanäle 154 in radialer Richtung 174 bis zu den äußeren Enden 172 der Kanäle 154 geführt. Aufgrund der Rotation und der Formgebung der Kanäle 154 erfolgt eine Abscheidung der Tröpfchen des Aerosols an den Trennwänden 156. Die Tröpfchen werden schließlich in radialer Richtung 174 in Richtung des Gehäuses 102 beschleunigt und sinken dann zu Boden.
Über die Drainageöffnung 142 kann die so separierte Flüssigkeit, insbesondere Öl, aus dem Innenraum 104 der Abscheidevorrichtung 100 entfernt werden.
Das von dem Öl befreite Gas verlässt den Innenraum 104 über den Auslassabschnitt 114 des Gehäuses 102 der Abscheidevorrichtung 100. Mittels der beschriebenen Abscheidevorrichtung 100 kann somit insbesondere ein mit Tröpfchen beladener Gasstrom gereinigt werden.
Alternativ zu der vorstehend beschriebenen Funktionsweise kann auch vorgesehen sein, dass die Abscheidevorrichtung 100 in umgekehrter Richtung beispielsweise mit einem Aerosol durchströmt wird.
Das Aerosol strömt dann an dem als Auslassabschnitt 144 bezeichneten Abschnitt des Gehäuses 102 der Abscheidevorrichtung 100 in den Innenraum 104 ein. Durch die Kanäle 154 strömt das Aerosol dann entgegen der radialen Richtung 174 von außen nach innen zu der Zentralöffnung 114. Während des Durchströmens der Kanäle 154 werden schwerere Bestandteile, insbesondere Tröpfchen, des Aerosols abgeschieden, so dass ein gereinigter Gasstrom durch den Zentralkanal 116 und den als Einlassabschnitt 130 bezeichneten Abschnitt aus dem Innenraum 104 des Gehäuses 102 der Abscheidevorrichtung 100 entfernt werden kann.
Auch bei dieser Funktionsweise der Abscheidevorrichtung 100 werden die abgeschiedenen Bestandteile des Aerosols durch die Drainageöffnung 142 aus dem Innenraum 104 des Gehäuses 102 entfernt.
Eine in den Fig. 5 bis 13 dargestellte zweite Ausführungsform einer Abscheidevorrichtung 100 unterscheidet sich von der in den Fig. 1 bis 4 dargestellten ersten Ausführungsform im Wesentlichen dadurch, dass zur Verbindung und Aufnahme des Stapels 110 aus Strömungselementen 112 ein Funktionsbauteil 200 vorgesehen ist.
Das Funktionsbauteil 200 dient der unmittelbaren Aufnahme des Stapels 110 aus Strömungselementen 112 sowie dem Antreiben desselben.
Das Funktionsbauteil 200 umfasst hierzu eine Welle 202 und ein Antriebselement 204. Wie insbesondere den Fig. 6 bis 9 zu entnehmen ist, ist das Funktionsbauteil 200 einstückig ausgebildet.
Das Funktionsbauteil 200 ist dabei insbesondere als ein Kunststoffbauteil 206, insbesondere ein Spritzguss-Kunststoffbauteil 208, ausgebildet.
Die Welle 202 umfasst zwei Enden 210, an welchen der Stapel 110 aus Strömungselementen 112 festlegbar oder festgelegt ist.
Ein dem Antriebselement 204 zugewandte Ende 210 ist mit einer Kopplungsvorrichtung 212 versehen.
Die Kopplungsvorrichtung 212 umfasst ein Kopplungselement 214 der Welle 202 und ein Kopplungselement 216 des Stapels 110 aus Strömungselementen 112.
Mittels der Kopplungselemente 214, 216 ist insbesondere eine formschlüssige und drehmomentübertragende Verbindung zwischen der Welle 202 und dem Stapel 110 aus Strömungselementen 112 herstellbar.
Das Kopplungselement 214 der Welle 202 ist beispielsweise durch ein oder mehrere radiale Vorsprünge 218 der Welle 202 gebildet.
Beispielsweise weist das Kopplungselement 214 einen senkrecht zu einer Rotationsachse 122 der Welle genommenen im Wesentlichen quadratischen Querschnitt auf.
Das Kopplungselement 216 des Stapels 110 aus Strömungselementen 112 ist insbesondere eine im Wesentlichen komplementär zu dem Kopplungselement 214 der Welle 202 ausgebildete Aufnahme oder Aussparung (siehe insbesondere Fig. 10). Das Kopplungselement 216 des Stapels 110 aus Strömungselementen 112 ist insbesondere in einem Endplattenelement 124 des Stapels 110 aus Strömungselementen 112 ausgebildet.
Ein dem Antriebselement 204 abgewandtes Ende 210 der Welle 202 umfasst beispielsweise einen Aufnahmeabschnitt 220 zur Aufnahme des Stapels 110 aus Strömungselementen 112.
Der Aufnahmeabschnitt 220 ist vorzugsweise zumindest abschnittsweise mit einem Gewinde 222, insbesondere einem Außengewinde, versehen.
Mittels einer Befestigungsmutter 224 kann somit der auf die Welle 202 aufgeschobene Stapel 110 aus Strömungselementen 112 auf der Welle 202 festgeschraubt werden.
Der Stapel 110 aus Strömungselementen 112 ist insbesondere zwischen der Kopplungsvorrichtung 212 und dem Aufnahmeabschnitt 220 der Welle 202 eingeklemmt.
Insbesondere ist der Stapel 110 aus Strömungselementen 112 somit zwischen den zwei Enden 210 der Welle 202 eingeklemmt.
Ein zwischen den zwei Enden 210 der Welle 202 angeordneter Zugabschnitt 226 der Welle 202 wird dabei auf Zug beansprucht.
In diesem Zugabschnitt 226, welcher beispielsweise zu seiner Mitte hin verjüngend ausgebildet ist, kommt der Stapel 110 aus Strömungselementen 112 vorzugsweise nicht mit der Welle 202 in Kontakt. Vielmehr verläuft der Zugabschnitt 226 vorzugsweise frei innerhalb des Zentralkanals 116 des Stapels 110 aus Strömungselementen 112.
Das dem Antriebselement 204 abgewandte Ende 210 der Welle 202 ist zudem vorzugsweise ferner mit einem Lagerabschnitt 228 versehen, an welchem ein Lager 230 zum drehbaren Lagern der Welle 202 samt des daran angeordneten Stapels 110 aus Strömungselementen 112 im montierten Zustand der Abscheidevorrichtung 100 angreift.
Ein weiterer Lagerabschnitt 228 der Welle 202 ist vorzugsweise zwischen dem Antriebselement 204 und dem Kopplungselement 214 angeordnet, so dass auch hier ein Lager 230 angreifen kann.
Bei der in den Fig. 5 bis 13 dargestellten zweiten Ausführungsform der Abscheidevorrichtung 100 ist der Stapel 110 aus Strömungselementen 112 somit drehfest an dem Funktionsbauteil 202 festgelegt und mittels desselben drehbar an einem Gehäuse 102 der Abscheidevorrichtung 100 gelagert.
Zur Abdichtung der reingasführenden Bereiche von den rohgasführenden Bereichen der Abscheidevorrichtung 100 ist vorzugsweise eine Dichtungsvorrichtung, beispielsweise ein Dichtring 232, vorgesehen.
Der Dichtring 232 ist insbesondere ein O-Ring, welcher in einer als ringförmige Nut ausgebildeten Dichtringaufnahme 234 der Welle 202 angeordnet ist.
Der Dichtring 232 dichtet insbesondere einen Anlagebereich zwischen der Welle 202 und dem Stapel 110 aus Strömungselementen 112 ab, so dass längs der Welle 202 im Bereich des dem Antriebselement 204 zugewandten Endes 210 der Welle 202 eine Leckageströmung unterbunden wird.
Wie insbesondere den Fig. 7 bis 9 zu entnehmen ist, ist das Antriebselement 204 insbesondere eine Turbine 236, beispielsweise eine Freistrahlturbine 238 und/oder eine Diagonalturbine 240.
Das Antriebselement 204 ist dabei insbesondere als ein Diagonalturbinenrad 242 ausgebildet. Das Antriebselement 204 umfasst mehrere Schaufeln 244, welche in einer Umfangsrichtung 246 bezogen auf die Rotationsachse 122 gleichmäßig verteilt angeordnet sind.
Wie insbesondere Fig. 9 zu entnehmen ist, ist eine mit Schaufeln 244 versehene Antriebsseite 248 des Antriebselements 204 so ausgebildet, dass die gesamte Oberfläche der Antriebsseite 248 unbehindert in einer parallel zur Rotationsachse 122 verlaufenden axialen Richtung 250 zugänglich ist.
Die Schaufeln 244 sind dabei lediglich leicht radial nach außen und in Umfangsrichtung 246 gekrümmt ausgebildet.
Zudem erstrecken sich die Schaufeln 244 ausgehend von einem radial außen liegenden Bereich 252 in radialer Richtung 174 nach innen sowie in axialer Richtung 250.
Mittels der Schaufeln 244 werden somit Ablenkkanäle 254 des Antriebselements 204 gebildet, welche eine Umlenkung oder Ablenkung eines Fluidstrahls 256 ermöglichen.
Der Fluidstrahl 256 ist dabei insbesondere tangential auf den radial außenliegenden Bereich 252 der Schaufeln 244 des Antriebselements 204 gerichtet.
Der Fluidstrahl 256 liegt vor dessen Auftreffen auf das Antriebselement 204 in einer senkrecht zur Rotationsachse 122 verlaufenden Ebene.
Mittels des Antriebselements 204 wird der Fluidstrahl 256 aus dieser Ebene abgelenkt, insbesondere in die axiale Richtung 250 umgelenkt.
Wie insbesondere Fig. 8 zu entnehmen ist, ist der Fluidstrahl 256 mittels des Antriebselements 204 somit um ungefähr 90° umlenkbar. Wie insbesondere Fig. 5 zu entnehmen ist, ist der Fluidstrahl 256 dann in der Folge einfach an einem unteren Ende einer Antriebskammer 258, in welcher das Antriebselement 204 angeordnet ist, entnehmbar. Eine ineffiziente Um- lenkung des Fluidstrahls 256 an Wandungen der Antriebskammer 258 kann hierdurch vermieden werden.
Der Fluidstrahl 256 ist mittels einer Strahlvorrichtung 260 der Abscheidevorrichtung 100 erzeugbar.
Die Strahlvorrichtung 260 nutzt zur Erzeugung des Fluidstahls 256 insbesondere Motoröl eines Verbrennungsmotors, welches beispielsweise unter einem Druck von ungefähr 6 bar geführt wird.
Der Fluidstrahl 256 ist somit insbesondere ein Ölstrahl 261.
Wie bereits beschrieben, wird der Stapel 110 aus Strömungselementen 112 zwischen den beiden Enden 210 der Welle 202 eingeklemmt oder eingespannt.
Die Strömungselemente 112 werden somit innerhalb des Stapels 110 relativ zueinander festgelegt, insbesondere wie mit Hinblick auf die Fig. 1 bis 4 bereits beschrieben wurde.
Wie den Fig. 11 bis 13 zu entnehmen ist, können die Strömungselemente 112 alternativ oder ergänzend hierzu miteinander verrastet werden.
Vorzugsweise umfasst jedes Strömungselement 112 eine Rastvorrichtung 262.
Die Rastvorrichtung 262 umfasst mehrere Rastelemente 264 und mehrere Rastaufnahmen 266.
Dabei umfasst jedes Strömungselement 112 mehrere, beispielsweise drei, Rastelemente 264 und mehrere, beispielsweise drei, Rastaufnahmen 266. Die Rastelemente 254 sind beispielsweise als Rasthaken ausgebildet und ragen im Wesentlichen parallel zur Rotationsachse 122 von dem Grundkörper 146 weg.
Die Rastelemente 264 sind einstückig mit dem Grundkörper 146 ausgebildet.
Sowohl die Rastelemente 264 als auch die Rastaufnahmen 266 sind gleichmäßig verteilt an einem radial äußeren Rand 268 des Strömungselements 112 angeordnet.
Insbesondere sind die Rastelemente 264 und die Rastaufnahmen 266 alternierend angeordnet, so dass jeweils auf ein Rastelement 264 eine Rastaufnahme 266 und dann wieder ein Rastelement 264 folgt, usw.
Eine Seite des Strömungselements 112, auf welcher sich die Rastelemente 264 erstrecken ist eine Rastelementseite 270 des Strömungselements 112.
Die entsprechende weitere Seite des Strömungselements 112 ist eine Rastaufnahmeseite 272 des Strömungselements 112.
Wie insbesondere den Fig. 11 und 12 zu entnehmen ist, sind die Strömungselemente 112 so aufeinander stapelbar, dass jeweils eine Rastelementseite 270 eines Strömungselements 112 an eine Rastaufnahmeseite 272 eines weiteren Strömungselements 112 angrenzt.
Die Rastelemente 264 eines Strömungselements 212 umgreifen das weitere Strömungselement 112 dabei von der Rastaufnahmeseite 272 her an dessen Rastaufnahmen 266.
Die baugleichen Strömungselemente 112 müssen hierzu lediglich um die Rotationsachse 122 relativ zueinander verdreht angeordnet werden, so dass die Rastelemente 264 mit den in Umfangsrichtung 246 versetzt angeordneten Rastaufnahmen 266 des weiteren Strömungselements 112 in Eingriff bringbar sind.
In den Fig. 11 bis 13 sind lediglich zwei Strömungselemente 112 dargestellt, welche mittels der Rastvorrichtung 226 miteinander verrastet sind.
Es ist jedoch offensichtlich, dass eine Vielzahl weiterer baugleicher Strömungselemente 112 auf demselben Wege aufeinandergestapelt werden können, um letztlich den Stapel 110 aus einer Vielzahl von Strömungselementen 112 herzustellen.
Mittels der Rastvorrichtung 262 eines jeden Strömungselements 112 kann ein vormontierter Stapel 110 aus Strömungselementen 112 bereitgestellt werden.
Insbesondere kann vorgesehen sein, dass auch Endplattenelemente 124 des Stapels 110 aus Strömungselementen 112 mit Rastelementen 264 und/oder Rastaufnahmen 266 versehen sind, um auch die Endplattenelemente 264 mit den Strömungselementen 112 gemäß den Fig. 11 bis 13 verrastend miteinander verbinden zu können.
Der gesamte Stapel 110 aus Strömungselementen 112 samt Endplattenelementen 124 ist dann als vormontierte Einheit auf die Welle 202 des Funktionsbauteils 200 aufschiebbar.
Das Kopplungselement 216 des einen Endplattenelements 124 kann dabei auf das Kopplungselement 214 der Welle 202 aufgeschoben werden, so dass eine drehfeste Verbindung zwischen dem Stapel 110 aus Strömungselementen 112 und der Welle 202 des Funktionsbauteils 200 gewährleistet ist.
Der Dichtring 232 in der Dichtringaufnahme 234 dichtet dabei die Welle 202 gegenüber dem Stapel 110 aus Strömungselementen 112 ab. Durch Aufschrauben der Befestigungsmutter 224 auf das Gewinde 222 des Aufnahmeabschnitts 220 kann dann der gesamte Stapel 110 aus Strömungselementen 112 zwischen den Enden 210 der Welle 202 eingeklemmt werden.
Im Übrigen stimmt die in den Fig. 5 bis 13 dargestellte zweite Ausführungsform einer Abscheidevorrichtung 100 hinsichtlich Aufbau und Funktion mit der in den Fig. 1 bis 4 dargestellten ersten Ausführungsform überein, so dass auf deren vorstehende Beschreibung insoweit Bezug genommen wird.
In den Fig. 14 bis 16 ist eine alternative Ausführungsform eines Antriebselements 204 dargestellt, welches sich von dem Antriebselement 204 gemäß der in den Fig. 5 bis 13 dargestellten zweiten Ausführungsform im Wesentlichen dadurch unterscheidet, dass das Antriebselement 204 als ein von der Welle 202 verschiedenes Bauteil ausgebildet sein kann.
Das Antriebselement 204 ist somit insbesondere nicht Bestandteil eines einstückigen Funktionsbauteils 200, sondern vielmehr mit einer separaten Welle 202 verbindbar.
Das Antriebselement 204 umfasst beispielsweise einen innen liegenden Lagerabschnitt 228 zum drehbaren Lagern des Antriebselements 204.
Ferner umfasst das Antriebselement 204 gemäß der in den Fig. 14 bis 16 dargestellten Ausführungsform zusätzlich zu einer Antriebsseite 248 eine Stützseite 274, welche der mechanischen Abstützung und Stabilisierung des Antriebselements 204 dient.
Insbesondere umfasst die Stützseite 274 ein oder mehrere Stützelemente 276, beispielsweise Streben 278 und/oder Stege 280.
Im Übrigen stimmt die in den Fig. 14 bis 16 dargestellte alternative Ausführungsform eines Antriebselements 204 hinsichtlich Aufbau und Funktion mit der in den Fig. 5 bis 13 dargestellten Ausführungsform des Antriebselements 204 überein, so dass auf deren vorstehende Beschreibung insoweit Bezug genommen wird.
Das in den Fig. 14 bis 16 dargestellte Antriebselement 204 kann alternativ zu einem der vorstehend genannten Antriebselemente 204 verwendet werden.
Eine in den Fig. 17 bis 21 dargestellte dritte Ausführungsform einer Abscheidevorrichtung 100 unterscheidet sich von der in den Fig. 5 bis 13 dargestellten zweiten Ausführungsform im Wesentlichen dadurch, dass die Festlegung des Stapels 110 aus Strömungselementen 112 auf der Welle 202 nicht mit einer Verschraubung, sondern mittels einer Befestigungsvorrichtung 282 erfolgt, welche als Clipvorrichtung 284 ausgebildet ist.
Der Stapel 110 aus Strömungselementen 112 ist somit insbesondere zwischen die Kopplungsvorrichtung 212 und die Clipvorrichtung 284 einklemmbar.
Wie insbesondere der vergrößerten Darstellung in den Fig. 19 bis 21 zu entnehmen ist, umfasst die Clipvorrichtung 284 ein oder mehrere Clipelemente 286, welche beispielsweise als Rasthaken 288 ausgebildet sind.
Das eine oder die mehreren Clipelemente 286 sind mit einer oder mehreren Clipaufnahmen 290 in Eingriff bringbar.
Bei der in den Fig. 17 bis 21 dargestellten dritten Ausführungsform der Abscheidevorrichtung 100 ist eine einzige Clipaufnahme 290 vorgesehen, welche als eine umlaufende Nut 292 in dem Aufnahmeabschnitt 220 der Welle 202 angeordnet ist.
Wie insbesondere den Fig. 20 und 21 zu entnehmen ist, ist der Aufnahmeabschnitt 220 der Welle 202 im Wesentlichen konusförmig und entgegen einer Montagerichtung 294 verjüngend ausgebildet. Die Montagerichtung 294 ist dabei insbesondere diejenige Richtung, in welcher der Stapel 110 aus Strömungselementen 112 auf die Welle 202 aufschiebbar ist.
Auch der Stapel 110 aus Strömungselementen 112, insbesondere ein Endplattenelement 124, welches im montierten Zustand der Abscheidevorrichtung 100 auf dem Aufnahmeabschnitt 220 der Welle 202 zur Anlage kommt, um- fasst einen im Wesentlichen konusförmigen Aufnahmeabschnitt 296, welcher entgegen der Montagerichtung 294 verjüngend ausgebildet ist.
Der Aufnahmeabschnitt 220 der Welle 202 und der Aufnahmeabschnitt 296 des Stapels 110 aus Strömungselementen 112 sind dabei im Wesentlichen komplementär zueinander ausgebildet. Hierdurch kann eine einfache Zentrierung und eine sichere Festlegung des Stapels 110 aus Strömungselementen 112 auf der Welle 202 gewährleistet werden.
Zudem kann durch die konische Ausgestaltung ein einfaches Auslenken der Clipelemente 286 aus einer Ruhelage initiiert werden, so dass diese an einem Rasthindernis 298 der Welle 202 vorbeibewegt werden und in die Nut 292 einrasten können.
Im Übrigen stimmt die in den Fig. 17 bis 21 dargestellte dritte Ausführungsform einer Abscheidevorrichtung 100 hinsichtlich Aufbau und Funktion mit der in den Fig. 5 bis 13 dargestellten zweiten Ausführungsform überein, so dass auf deren vorstehende Beschreibung insoweit Bezug genommen wird.
Eine Festlegung des Stapels 110 aus Strömungselementen 112 mittels der Clipvorrichtung 284 gemäß der in den Fig. 17 bis 21 dargestellten dritten Ausführungsform ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn die Strömungselemente 112 des Stapels 110 aus Strömungselementen 112 bereits mittels Rastvorrichtungen 262 miteinander verbunden sind und der Stapel 110 aus Strömungselementen somit bereits als vormontierte Einheit vorliegt. Die gesamte im Betrieb der Abscheidevorrichtung 110 sich drehende Einheit aus Funktionsbauteil 200 und Stapel 110 aus Strömungselementen 112 kann dann besonders einfach dadurch hergestellt und montiert werden, dass zunächst das Funktionsbauteil 200 als ein Spritzguss-Kunststoffbauteil 208 hergestellt wird. Auch die Endplattenelemente 124 und die mehreren Strömungselemente 112 werden vorzugsweise als Spritzguss-Kunststoffbauteile 208 hergestellt.
Anschließend werden die Strömungselemente 112 miteinander und mit den Endplattenelementen 124 verrastet, um den Stapel 110 aus Strömungselementen 112 fertigzustellen.
Im Anschluss daran muss lediglich noch der Stapel 110 aus Strömungselementen 112 auf die Welle 202 des Funktionsbauteils 200 aufgeschoben werden, bis die Clipelemente 286 in die Nut 292 auf der Welle 202 einrasten.
Bei weiteren (nicht dargestellten) Ausführungsformen von Abscheidevorrichtungen 100 können einzelne oder mehrere Merkmale der vorstehend beschriebenen Abscheidevorrichtungen 100 miteinander kombiniert werden.
Beispielsweise kann ein als Diagonalturbinenrad 242 ausgebildetes Antriebselement 204 zum Antreiben der Strömungselemente 112 gemäß der in den Fig. 1 bis 4 dargestellten ersten Ausführungsform verwendet werden.
Bevorzugte Ausführungsformen sind die folgenden :
1. Funktionsbauteil (200) für eine Abscheidevorrichtung (100), umfassend eine Welle (202) zur Aufnahme von einem oder mehreren Strömungselementen (112) der Abscheidevorrichtung (100) und ein Antriebselement (204) zum Aufnehmen einer Antriebskraft und zum Übertragen derselben auf die Welle (202), wobei das Funktionsbauteil (200) einstückig ausgebildet ist. Funktionsbauteil (200) nach Ausführungsform 1, dadurch
gekennzeichnet, dass die Welle (202) ein Verbindungselement (139) zur Aufnahme und Verbindung mehrerer Strömungselemente (112), insbesondere eines Stapels (110) aus Strömungselementen (112), ist. Funktionsbauteil (200) nach einer der Ausführungsformen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebselement (204) eine Turbine (236) ist. Funktionsbauteil (200) nach Ausführungsform 3, dadurch
gekennzeichnet, dass das Antriebselement (204) eine als
Freistrahlturbine (238) und/oder Diagonalturbine (240) ausgebildete Turbine (236) ist. Funktionsbauteil (200) nach einer der Ausführungsformen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Funktionsbauteil (200) ein
Kunststoffbauteil (206) ist. Funktionsbauteil (200) nach einer der Ausführungsformen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Funktionsbauteil (200) ein
Spritzgussbauteil ist. Funktionsbauteil (200) nach einer der Ausführungsformen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Funktionsbauteil (200) aus einem kurzfaserverstärkten Kunststoff material gebildet ist. Funktionsbauteil (200) nach einer der Ausführungsformen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebselement (204) und die Welle (202) in einer Richtung (250) aufeinanderfolgend angeordnet sind, welche parallel zu einer Rotationsachse (122) der Welle (202) verläuft. Funktionsbauteil (200) nach einer der Ausführungsformen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Welle (202) zwei Enden (210) umfasst, an welchen ein Stapel (110) aus Strömungselementen (112) festlegbar ist, insbesondere formschlüssig und/oder kraftschlüssig festlegbar ist. Abscheidevorrichtung (100), insbesondere zum Abscheiden einer Flüssigkeit aus einem Gasstrom, umfassend mehrere drehbar gelagerte Strömungselemente (112) und/oder ein Funktionsbauteil (200),
insbesondere nach einer der Ausführungsformen 1 bis 9. Abscheidevorrichtung (100) nach Ausführungsform 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Welle (202) des Funktionsbauteils (200) durch einen Stapel (110) aus Strömungselementen (112) der
Abscheidevorrichtung (100) hindurchgeführt ist. Abscheidevorrichtung (100) nach einer der Ausführungsformen 10 oder
11, dadurch gekennzeichnet, dass die Welle (202) des Funktionsbauteils (200) mittels eines oder mehrerer Lager (230) direkt an einem Gehäuse (102) der Abscheidevorrichtung (100) drehbar gelagert ist. Abscheidevorrichtung (100) nach einer der Ausführungsformen 10 bis
12, dadurch gekennzeichnet, dass die Welle (202) einen zwischen zwei Enden (210) der Welle (202) angeordneten Zugabschnitt (226) umfasst, welcher in einem montierten Zustand des Funktionsbauteils (200) in der Abscheidevorrichtung (100) auf Zug beansprucht ist. Abscheidevorrichtung (100) nach einer der Ausführungsformen 10 bis
13, dadurch gekennzeichnet, dass die Abscheidevorrichtung (100) eine Strahlvorrichtung (260) umfasst, mittels welcher ein Fluidstrahl (256) auf das Antriebselement (204) des Funktionsbauteils (200) richtbar ist und mittels welcher das Funktionsbauteil (200) in Rotation versetzbar ist. Abscheidevorrichtung (100) nach einer der Ausführungsformen 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Funktionsbauteil (200)
formschlüssig mit einem Stapel (110) aus Strömungselementen (112) der Abscheidevorrichtung (100) verbunden oder verbindbar ist. Abscheidevorrichtung (100), insbesondere zum Abscheiden einer Flüssigkeit aus einem Gasstrom und/oder insbesondere nach einer der
Ausführungsformen 10 bis 15, umfassend einen Stapel (110) aus
Strömungselementen (112), welcher auf einer Welle (202) der
Abscheidevorrichtung (100) angeordnet ist, wobei die
Abscheidevorrichtung (100) eine Kopplungsvorrichtung (212) zur drehfesten Kopplung des Stapels (110) aus Strömungselementen (112) mit der Welle (202) umfasst. Abscheidevorrichtung (100) nach einer der Ausführungsformen 10 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Welle (202) ein Kopplungselement (214) umfasst, welches mit einem im Wesentlichen komplementär hierzu ausgebildeten Kopplungselement (216) des Stapels (110) aus
Strömungselementen (112) formschlüssig in Eingriff bringbar ist. Abscheidevorrichtung (100) nach Ausführungsform 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Kopplungselement (214) der Welle (202) und/oder das Kopplungselement (216) des Stapels (110) aus
Strömungselementen (112) nicht rotationssymmetrisch ausgebildet ist/sind. Abscheidevorrichtung (100) nach einer der Ausführungsformen 17 oder
18, dadurch gekennzeichnet, dass das Kopplungselement (214) der Welle (202) einstückig mit der Welle (202) ausgebildet und/oder durch Formgebung eines Abschnitts der Welle (202) gebildet ist. Abscheidevorrichtung (100) nach einer der Ausführungsformen 17 bis
19, dadurch gekennzeichnet, dass das Kopplungselement (216) des Stapels (110) aus Strömungselementen (112) einstückig mit einem Strömungselement (112) und/oder einem Endplattenelement (124) des Stapels (110) ausgebildet und/oder durch Formgebung eines Abschnitts eines Strömungselements (112) und/oder eines Endplattenelements (124) des Stapels (110) gebildet ist. Abscheidevorrichtung (100) nach einer der Ausführungsformen 17 bis
20, dadurch gekennzeichnet, dass das Kopplungselement (214) der Welle (202) einen senkrecht zu einer Rotationsachse (122) der Welle (202) genommenen dreieckigen, viereckigen, fünfeckigen oder sechseckigen Querschnitt aufweist, wobei ein Schwerpunkt und/oder geometrischer Mittelpunkt des Querschnitts des Kopplungselements (214) vorzugsweise auf der Rotationsachse (122) liegt. Abscheidevorrichtung (100) nach einer der Ausführungsformen 17 bis
21, dadurch gekennzeichnet, dass das Kopplungselement (214) der Welle (202) ein Kunststoffbauteil (206), insbesondere ein Spritzguss- Kunststoffbauteil (208), ist. Abscheidevorrichtung (100) nach einer der Ausführungsformen 17 bis
22, dadurch gekennzeichnet, dass das Kopplungselement (216) des Stapels (110) aus Strömungselementen (112) ein Kunststoffbauteil (206), insbesondere ein Spritzguss-Kunststoffbauteil (208), ist. Abscheidevorrichtung (100) nach einer der Ausführungsformen 17 bis
23, dadurch gekennzeichnet, dass ein Kopplungselement (214, 216), insbesondere das Kopplungselement (214) der Welle (202), als ein radialer Vorsprung (218) ausgebildet ist. Abscheidevorrichtung (100) nach einer der Ausführungsformen 17 bis
24, dadurch gekennzeichnet, dass der Stapel (110) aus
Strömungselementen (112) in einer parallel zu einer Rotationsachse (122) der Welle (202) verlaufenden Richtung (250) auf die Welle (202) aufschiebbar ist und dass dabei das Kopplungselement (214) der Welle (202) und das Kopplungselement (216) des Stapels (110) aus
Strömungselementen (112) miteinander in Eingriff bringbar sind. Abscheidevorrichtung (100) nach einer der Ausführungsformen 17 bis
25, dadurch gekennzeichnet, dass der Stapel (110) aus
Strömungselementen (112) mittels einer Befestigungsvorrichtung (282) in axialer Richtung (250) auf der Welle (202) festlegbar ist, so dass das Kopplungselement (214) der Welle (202) und das Kopplungselement (216) des Stapels (110) in einem Kopplungszustand relativ zueinander festgelegt sind. Abscheidevorrichtung (100) nach einer der Ausführungsformen 10 bis
26, dadurch gekennzeichnet, dass der Stapel (110) aus
Strömungselementen (112) in einem montierten Zustand der
Abscheidevorrichtung (100) zwischen der Kopplungsvorrichtung (212) und einer Befestigungsvorrichtung (282), beispielsweise einer
Klemmvorrichtung, einer Schraubvorrichtung (222, 224), einer
Bajonettvorrichtung, einer Schnappvorrichtung, einer Rastvorrichtung und/oder einer Clipvorrichtung (290), eingeklemmt ist. Abscheidevorrichtung (100) nach einer der Ausführungsformen 10 bis
27, dadurch gekennzeichnet, dass die Kopplungsvorrichtung (212) an einem Ende (210) der Welle (202) angeordnet ist, an welchem die Welle (202) an ein Antriebselement (204) zum Antreiben der Welle (202) angrenzt. Abscheidevorrichtung (100) nach einer der Ausführungsformen 10 bis
28, dadurch gekennzeichnet, dass die Welle (202) sich im montierten Zustand der Abscheidevorrichtung (100) durch den Stapel (110) aus Strömungselementen (112) hindurcherstreckt. Abscheidevorrichtung (100) nach einer der Ausführungsformen 10 bis 29, dadurch gekennzeichnet, dass der Stapel (110) aus
Strömungselementen (112) einen Zentralkanal (116) umfasst, durch welchen in einem Abscheidebetrieb der Abscheidevorrichtung (100) ein Fluidstrom hindurchführbar ist. Abscheidevorrichtung (100), insbesondere zum Abscheiden einer Flüssigkeit aus einem Gasstrom und/oder insbesondere nach einer der
Ausführungsformen 10 bis 30, umfassend :
ein oder mehrere drehbar gelagerte Strömungselemente (112); eine Strahlvorrichtung (260), mittels welcher ein freier Fluidstrahl (256) eines Antriebsfluids erzeugbar ist;
ein als eine Turbine (236) ausgebildetes Antriebselement (204) zum Antreiben des einen oder der mehreren Strömungselemente (112) durch Umlenkung und/oder Ablenkung des Fluidstrahls (256),
wobei der Fluidstrahl (256) derart auf das Antriebselement (204) gerichtet oder richtbar ist, dass dieser im Wesentlichen tangential auf bezüglich einer Rotationsachse (122) des Antriebselements (204) radial außenliegende Bereiche (252) von Schaufeln (244) des Antriebselements (204) trifft, wobei der Fluidstrahl (256) mittels des Antriebselements (204) in bezüglich der Rotationsachse (122) des Antriebselements (204) axialer Richtung (250) ablenkbar ist. Abscheidevorrichtung (100) nach Ausführungsform 31, dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebselement (204) als ein
Diagonalturbinenrad (242) ausgebildet ist. Abscheidevorrichtung (100) nach einer der Ausführungsformen 31 oder 32, dadurch gekennzeichnet, dass der Fluidstrahl (256) mittels des Antriebselements (204) um ungefähr 90° umlenkbar ist. Abscheidevorrichtung (100) nach einer der Ausführungsformen 31 bis
33, dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebselement (204) einstückig ausgebildet ist. Abscheidevorrichtung (100) nach einer der Ausführungsformen 31 bis
34, dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebselement (204) als ein Kunststoffbauteil (206), insbesondere als ein Spritzguss- Kunststoffbauteil (208), ausgebildet ist. Abscheidevorrichtung (100) nach einer der Ausführungsformen 31 bis
35, dadurch gekennzeichnet, dass eine mit Schaufeln (244) versehene Seite (248) des Antriebselements (204) eine vollständig unbehindert in axialer Richtung (250) zugängliche Oberfläche aufweist. Abscheidevorrichtung (100) nach einer der Ausführungsformen 31 bis
36, dadurch gekennzeichnet, dass eine den Schaufeln (244) abgewandte Seite (274) des Antriebselements (204) eine vollständig unbehindert in axialer Richtung (250) zugängliche Oberfläche aufweist. Abscheidevorrichtung (100) nach einer der Ausführungsformen 31 bis
37, dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebsfluid ein Motoröl aus einem Ölkreislauf eines Verbrennungsmotors ist. Abscheidevorrichtung (100) nach einer der Ausführungsformen 31 bis
38, dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebselement (204) eine mit Schaufeln (244) versehene Antriebseite (248) und eine der Antriebseite (248) abgewandte Stützseite (274) umfasst, welche zur mechanischen Stabilisierung des Antriebselements (204) mit Stützelementen (276), insbesondere Streben (278) und/oder Stegen (280), versehen ist. Abscheidevorrichtung (100) nach einer der Ausführungsformen 31 bis
39, dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebselement (204) einstückig mit einer Welle (202) zur Aufnahme des einen oder der mehreren Strömungselemente (112) ausgebildet ist. Strömungselement (112) für eine Abscheidevorrichtung (100), umfassend einen scheibenförmigen Grundkörper (146), welcher eine erste Seite (150) und eine der ersten Seite (150) gegenüberliegende zweite Seite (152) umfasst,
wobei die erste Seite (150) und/oder die zweite Seite (152) mehrere Kanäle (154) umfasst, durch die im montierten Zustand des Strömungselements (112) in der Abscheidevorrichtung (100) ein Fluid von einer mittig in dem scheibenförmigen Grundkörper (146) angeordneten Zentralöffnung (114) des Grundkörpers (146) nach außen oder von außen zu der mittig angeordneten Zentralöffnung (114) führbar ist, wobei das Strömungselement (112) eine Rastvorrichtung (262) umfasst, mittels welcher das Strömungselement (112) mit einem weiteren Strömungselement (112) verrastbar ist. Strömungselement (112) nach Ausführungsform 41, dadurch
gekennzeichnet, dass das Strömungselement (112) mittels der
Rastvorrichtung (262) mit einem oder mehreren baugleichen
Strömungselementen (112) verrastbar ist. Strömungselement (112) nach einer der Ausführungsformen 41 oder 42, dadurch gekennzeichnet, dass die Rastvorrichtung (262) ein oder mehrere Rastelemente (264) umfasst, welche mit einer oder mehreren Rastaufnahmen (266) eines weiteren, insbesondere baugleichen,
Strömungselements (112) in Eingriff bringbar sind. Strömungselement (112) nach einer der Ausführungsformen 41 bis 43, dadurch gekennzeichnet, dass die Rastvorrichtung (262) ein oder mehrere Rastaufnahmen (266) umfasst, welche mit einem oder mehreren Rastelementen (264) eines weiteren, insbesondere
baugleichen, Strömungselements (112) in Eingriff bringbar sind. Strömungselement (112) nach einer der Ausführungsformen 41 bis 44, dadurch gekennzeichnet, dass das Strömungselement (112) ein oder mehrere Rastelemente (264) umfasst, welche, insbesondere gleichmäßig verteilt, an einem in radialer Richtung (174) äußeren Rand (268) des Strömungselements (112) angeordnet sind. Strömungselement (112) nach einer der Ausführungsformen 41 bis 45, dadurch gekennzeichnet, dass das Strömungselement (112) ein oder mehrere Rastaufnahmen (266) umfasst, welche, insbesondere
gleichmäßig verteilt, an einem in radialer Richtung (174) äußeren Rand (268) des Strömungselements (112) angeordnet sind. Strömungselement (112) nach einer der Ausführungsformen 41 bis 46, dadurch gekennzeichnet, dass das Strömungselement (112) mehrere Rastelemente (264) und mehrere Rastaufnahmen (266) umfasst, welche in einer Umfangsrichtung (246) alternierend an einem in radialer Richtung (174) äußeren Rand (268) des Strömungselements (112) angeordnet sind. Strömungselement (112) nach einer der Ausführungsformen 41 bis 47, dadurch gekennzeichnet, dass das Strömungselement (112) eine
Rastelementseite (270) umfasst, auf welcher sich ein oder mehrere Rastelemente (264) der Rastvorrichtung (262) erstrecken, so dass das eine oder die mehreren Rastelemente (264) mit einer oder mehreren Rastaufnahmen (266) eines an die Rastelementseite (270) angelegten weiteren Strömungselements (112) verrastbar sind. Strömungselement (112) nach einer der Ausführungsformen 41 bis 48, dadurch gekennzeichnet, dass das Strömungselemente (112) eine Rastaufnahmeseite (272) umfasst, an welcher ein weiteres
Strömungselement (112) anlegbar ist und von welcher ein oder mehrere Rastelemente (264) des weiteren Strömungselements (112) zur Verrastung mit einer oder mehreren Rastaufnahmen (266) des
Strömungselements (112) angreifen. Strömungselement (112) nach einer der Ausführungsformen 41 bis 49, dadurch gekennzeichnet, dass das Strömungselement (112) ein
Kunststoffbauteil (206), insbesondere ein Spritzguss-Kunststoffbauteil (208), ist. Strömungselement (112) nach einer der Ausführungsformen 41 bis 50, dadurch gekennzeichnet, dass der scheibenförmige Grundkörper (146) und ein oder mehrere Rastelemente (264) der Rastvorrichtung (262) und/oder ein oder mehrere Rastaufnahmen (266) der Rastvorrichtung (262) einstückig miteinander ausgebildet sind. Stapel (110), umfassend mehrere baugleiche Strömungselemente (112) nach einer der Ausführungsformen 41 bis 51, dadurch gekennzeichnet, dass die Strömungselemente (112) aufeinandergestapelt und mittels Rastelementen (264) und Rastaufnahmen (266) miteinander verrastet sind. Abscheidevorrichtung (100), insbesondere zum Abscheiden einer Flüssigkeit aus einem Gasstrom und/oder insbesondere nach einer der
Ausführungsformen 10 bis 40, umfassend :
einen Stapel (110) aus Strömungselementen (112);
eine Welle (202) zur Aufnahme des Stapels (110) aus Strömungselementen (112);
eine Befestigungsvorrichtung (282) zur Festlegung des Stapels (110) aus Strömungselementen (112) auf der Welle (202) in einer bezüglich einer Rotationsachse (122) der Welle (202) axialen Richtung (250), wobei die Befestigungsvorrichtung (282) eine Clipvorrichtung (284) umfasst. Abscheidevorrichtung (100) nach Ausführungsform 53, dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigungsvorrichtung (282) ein oder mehrere an dem Stapel (110) aus Strömungselementen (112)
angeordnete Clipelemente (286) umfasst, welche mit einer oder mehreren Clipaufnahmen (290) auf und/oder an der Welle (202) in Eingriff bringbar sind. Abscheidevorrichtung (100) nach einer der Ausführungsformen 53 oder
54, dadurch gekennzeichnet, dass die Clipvorrichtung (284) eine oder mehrere Clipaufnahmen (290) umfasst, welche als ringförmige Nut (292) auf der Welle (202) ausgebildet sind. Abscheidevorrichtung (100) nach einer der Ausführungsformen 53 bis
55, dadurch gekennzeichnet, dass die Clipvorrichtung (284) ein oder mehrere Clipelemente (286) umfasst, welche als Vorsprünge an dem Stapel (110) aus Strömungselementen (112) ausgebildet sind. Abscheidevorrichtung (100) nach einer der Ausführungsformen 53 bis
56, dadurch gekennzeichnet, dass der Stapel (110) aus Strömungselementen (112) in einem montierten Zustand der Abscheidevorrichtung (100) zwischen einer Kopplungsvorrichtung (212) zur drehfesten Kopplung des Stapels (110) aus Strömungselementen (112) mit der Welle (202) und der Befestigungsvorrichtung (282) eingeklemmt ist. Abscheidevorrichtung (100) nach einer der Ausführungsformen 53 bis
57, dadurch gekennzeichnet, dass ein Aufnahmeabschnitt (220) der Welle (202), an welchem der Stapel (110) aus Strömungselementen (112) auf der Welle (202) aufliegt, entgegen einer Montagerichtung (294) verjüngend ausgebildet ist. Abscheidevorrichtung (100) nach einer der Ausführungsformen 53 bis
58, dadurch gekennzeichnet, dass ein Aufnahmeabschnitt (296) des Stapels (110) aus Strömungselementen (112), mit welchem der Stapel (110) aus Strömungseleinenten (112) auf der Welle (202) aufliegt, entgegen einer Montagerichtung (294) verjüngend ausgebildet ist.
Abscheidevorrichtung (100) nach einer der Ausführungsformen 53 b 59, dadurch gekennzeichnet, dass die Welle (202) durch einen fluidführenden Zentralkanal (116) in dem Stapel (110) aus
Strömungselementen (112) der Abscheidevorrichtung (100) hindurchgeführt ist.

Claims

Patentansprüche
1. Abscheidevorrichtung (100), insbesondere zum Abscheiden einer Flüssigkeit aus einem Gasstrom, umfassend einen Stapel (110) aus Strömungselementen (112), welcher auf einer Welle (202) der Abscheidevorrichtung (100) angeordnet ist, wobei die Abscheidevorrichtung (100) vorzugsweise eine Kopplungsvorrichtung (212) zur drehfesten Kopplung des Stapels (110) aus Strömungselementen (112) mit der Welle (202) umfasst.
2. Abscheidevorrichtung (100) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Welle (202) ein Kopplungselement (214) umfasst, welches mit einem im Wesentlichen komplementär hierzu ausgebildeten Kopplungselement (216) des Stapels (110) aus Strömungselementen (112) formschlüssig in Eingriff bringbar ist.
3. Abscheidevorrichtung (100) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Kopplungselement (214) der Welle (202) und/oder das Kopplungselement (216) des Stapels (110) aus Strömungselementen (112) nicht rotationssymmetrisch ausgebildet ist/sind.
4. Abscheidevorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 2 oder 3,
dadurch gekennzeichnet, dass das Kopplungselement (214) der Welle (202) einstückig mit der Welle (202) ausgebildet und/oder durch Formgebung eines Abschnitts der Welle (202) gebildet ist.
5. Abscheidevorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Kopplungselement (216) des Stapels (110) aus Strömungselementen (112) einstückig mit einem Strömungselement (112) und/oder einem Endplattenelement (124) des Stapels (110) ausgebildet und/oder durch Formgebung eines Abschnitts eines Strömungs- elements (112) und/oder eines Endplattenelements (124) des Stapels (110) gebildet ist.
6. Abscheidevorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Kopplungselement (214) der Welle (202) einen senkrecht zu einer Rotationsachse (122) der Welle (202) genommenen dreieckigen, viereckigen, fünfeckigen oder sechseckigen Querschnitt aufweist, wobei ein Schwerpunkt und/oder geometrischer Mittelpunkt des Querschnitts des Kopplungselements (214) vorzugsweise auf der Rotationsachse (122) liegt.
7. Abscheidevorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Kopplungselement (214) der Welle (202) ein Kunststoffbauteil (206), insbesondere ein Spritzguss-Kunststoffbauteil (208), ist.
8. Abscheidevorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Kopplungselement (216) des Stapels (110) aus Strömungselementen (112) ein Kunststoffbauteil (206), insbesondere ein Spritzguss-Kunststoffbauteil (208), ist.
9. Abscheidevorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein Kopplungselement (214, 216), insbesondere das Kopplungselement (214) der Welle (202), als ein radialer Vorsprung (218) ausgebildet ist.
10. Abscheidevorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Stapel (110) aus Strömungselementen (112) in einer parallel zu einer Rotationsachse (122) der Welle (202) verlaufenden Richtung (250) auf die Welle (202) aufschiebbar ist und dass dabei das Kopplungselement (214) der Welle (202) und das Kopplungselement (216) des Stapels (110) aus Strömungselementen (112) miteinander in Eingriff bringbar sind.
11. Abscheidevorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 2 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Stapel (110) aus Strömungselementen (112) mittels einer Befestigungsvorrichtung (282) in axialer Richtung (250) auf der Welle (202) festlegbar ist, so dass das Kopplungselement (214) der Welle (202) und das Kopplungselement (216) des Stapels (110) in einem Kopplungszustand relativ zueinander festgelegt sind.
12. Abscheidevorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Stapel (110) aus Strömungselementen (112) in einem montierten Zustand der Abscheidevorrichtung (100) zwischen der Kopplungsvorrichtung (212) und einer Befestigungsvorrichtung (282), beispielsweise einer Klemmvorrichtung, einer Schraubvorrichtung (222, 224), einer Bajonettvorrichtung, einer Schnappvorrichtung, einer Rastvorrichtung und/oder einer Clipvorrichtung (290), eingeklemmt ist.
13. Abscheidevorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Kopplungsvorrichtung (212) an einem Ende (210) der Welle (202) angeordnet ist, an welchem die Welle (202) an ein Antriebselement (204) zum Antreiben der Welle (202) angrenzt.
14. Abscheidevorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Welle (202) sich im montierten Zustand der Abscheidevorrichtung (100) durch den Stapel (110) aus Strömungselementen (112) hindurcherstreckt.
15. Abscheidevorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Stapel (110) aus Strömungselementen (112) einen Zentralkanal (116) umfasst, durch welchen in einem Abscheidebetrieb der Abscheidevorrichtung (100) ein Fluidstrom hindurchführbar ist.
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