WO2018166965A1 - Zentrifugal-ölabscheider, hohlwelle und verbrennungsmotor - Google Patents

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WO2018166965A1
WO2018166965A1 PCT/EP2018/056071 EP2018056071W WO2018166965A1 WO 2018166965 A1 WO2018166965 A1 WO 2018166965A1 EP 2018056071 W EP2018056071 W EP 2018056071W WO 2018166965 A1 WO2018166965 A1 WO 2018166965A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
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oil separator
centrifugal oil
hollow shaft
spur gear
dad
Prior art date
Application number
PCT/EP2018/056071
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English (en)
French (fr)
Inventor
Ulf MÜLLER
Robert Reichelt
Original Assignee
Thyssenkrupp Presta Teccenter Ag
Thyssenkrupp Ag
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Thyssenkrupp Presta Teccenter Ag, Thyssenkrupp Ag filed Critical Thyssenkrupp Presta Teccenter Ag
Publication of WO2018166965A1 publication Critical patent/WO2018166965A1/de

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01M—LUBRICATING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; LUBRICATING INTERNAL COMBUSTION ENGINES; CRANKCASE VENTILATING
    • F01M13/00—Crankcase ventilating or breathing
    • F01M13/04—Crankcase ventilating or breathing having means for purifying air before leaving crankcase, e.g. removing oil
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D45/00—Separating dispersed particles from gases or vapours by gravity, inertia, or centrifugal forces
    • B01D45/12—Separating dispersed particles from gases or vapours by gravity, inertia, or centrifugal forces by centrifugal forces
    • B01D45/14—Separating dispersed particles from gases or vapours by gravity, inertia, or centrifugal forces by centrifugal forces generated by rotating vanes, discs, drums or brushes
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01M—LUBRICATING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; LUBRICATING INTERNAL COMBUSTION ENGINES; CRANKCASE VENTILATING
    • F01M13/00—Crankcase ventilating or breathing
    • F01M13/04—Crankcase ventilating or breathing having means for purifying air before leaving crankcase, e.g. removing oil
    • F01M2013/0422—Separating oil and gas with a centrifuge device

Definitions

  • the invention relates to a centrifugal oil separator for mounting on a spur gear of a hollow shaft. Furthermore, the invention relates to a hollow shaft and an internal combustion engine.
  • blow-by gases parts of the combustion gas, called blow-by gases, can pass from the cylinder into the crankcase.
  • the crankcase In order to avoid "bloating" of the crankcase, the crankcase must be vented, ie the blowby gases are led out of the crankcase by separating components such as oil, water and fuel from the blowby gas in a suitable separator cleaned gas or clean gas are fed back to the intake tract.
  • the purity of the recirculated gas is becoming increasingly important here.
  • separators or separation elements are flanged onto a hollow shaft as separate assemblies.
  • the publication DE 19 607 919 AI discloses such a centrifugal oil separator, wherein a separate component is mounted with substantially radially extending channels on a sprocket. Due to the configuration as a separate, independent component, however, the separation device takes up additional space in the axial direction. In addition, a secure, resilient attachment of the separator on the sprocket or spur gear must be used.
  • the invention is based on the object to provide a centrifugal oil separator, which is easy to manufacture and maintain, occupies a small space and allows a reduction in component costs while saving weight.
  • the invention is further based on the object to provide a hollow shaft and a corresponding internal combustion engine.
  • this object is achieved with a view to the centrifugal oil separator by the subject of claim 1. Looking at the hollow shaft and the internal combustion engine, the above object is achieved by the
  • the invention is based on the idea to provide a centrifugal oil separator for mounting on a spur gear of a hollow shaft, with a
  • Disc-shaped base body and Leitgeometrien for forming at least one fluid channel, at least in sections in the radial direction of the
  • Base body extends and opens into a central cavity.
  • a first longitudinal side of the fluid channel is bounded by the base body.
  • the centrifugal oil separator According to the present invention, the centrifugal oil separator
  • Both the base body and structures provided or fastened to the main body or structures formed with the main body (in one piece), in particular the guide geometries, are to be assigned to the centrifugal oil separator in the sense of the present invention.
  • the fluid channels of the main body allow the separation of
  • substantially radially extending fluid channels can be cleaned gas from the outer periphery of the body in the
  • the purified gas is transferred via the fluid channels into the central cavity into which the fluid channels enter or pass.
  • centrifugal oil separator for the purposes of the present invention and its expedient use of the centrifugal oil separator is provided in particular for mounting on a spur gear of a hollow shaft.
  • the centrifugal oil separator may preferably be mounted on the spur gear, in particular on an end wall of the spur gear directed counter to the centrifugal oil separator.
  • the centrifugal oil separator may preferably be mounted on the spur gear, in particular on an end wall of the spur gear directed counter to the centrifugal oil separator.
  • Centrifugal oil separator be attached to the hollow shaft, wherein the centrifugal oil separator is at least in contact with the spur gear in the sense of a convenient assembly.
  • Gas purified via the fluid channels of the centrifugal oil separator and introduced into the central cavity flows into the hollow shaft.
  • the purified gas for further use or
  • purified gas or "clean gas” in particular the resulting gas after the appropriate separation and separation of components such as oil, water and fuel from the gas to be cleaned or raw gas or blow-by gas understand. Accordingly, in the sense of the intended use of underpurified gas or clean gas, it is not absolutely necessary to understand complete triggering or separation of, for example, liquid constituents.
  • the substantially radial extension of the fluid channels or the extension in a substantially radial direction is to be understood such that the fluid channels extend from a central region of the disc-shaped base body to a radially outer region.
  • an outer fluid channel end is provided in particular as a fluid inlet in the radial edge region, that is to say in a region near the outer periphery of the disc-shaped base body.
  • a central end of the fluid channel is arranged in particular as a fluid outlet in a centrally located region of the base body. That's how it ends
  • Fluid channel via its central fluid channel end in the central cavity of the body. Between the central cavity and the (radial)
  • the fluid channels may preferably extend in any shape and extent. According to the substantially radial extent, the shape of the fluid channels is configured in particular such that suitable fluid channel characteristics, suitable for the intended use, are provided from an inner radius of the base body to the outer area.
  • An extension or arrangement of elements in a radially outer region of the base body is in particular as an arrangement in the vicinity of the
  • the circumferential direction extends along the outer side or the outer region of the disk-shaped main body.
  • a radial direction, in particular the radial extension direction of the fluid channels, however, is to be understood as a course from a central area to an outer area of the base body. Accordingly, a plurality of particular radial extending fluid channels in the circumferential direction next to each other on the
  • the fluid channels of the base body on a second longitudinal side, which are opposite to the first
  • a longitudinal side of a fluid channel is to be understood as meaning, in particular, a side along its direction of travel from the outer region to the central region of the base body. In this sense, a fluid channel of the body is thus along its
  • Extension direction bounded on three sides by the structure of the body.
  • the first longitudinal side of a fluid channel is formed by the main body or is represented by this. Laterally, a fluid channel is limited in each case by Leitgeometrien.
  • the fluid channel or the fluid channels are respectively provided open on the centrifugal oil separator or the main body. The fluid channels are thus not completely closed on the body, z. B. in the form of holes formed.
  • the central cavity and the at least one fluid channel are open on the same side
  • the central cavity is formed on the disc-shaped base body as well as the fluid channels, so that they can open out to forward a fluid into the cavity.
  • the bottom of the central cavity is formed by the main body.
  • the disc-shaped base body thus has a contoured side on which the fluid channels and the central cavity are configured.
  • the plurality of fluid channels are tapered towards the central cavity.
  • the outer fluid channel end may have a larger cross-section or a larger cross-sectional opening than the centrally located fluid channel end.
  • the fluid channels are preferably designed such that, on the basis of the centrifugal forces occurring during a rotation of the body separation of the gaseous components of z. B. oil or water particles can be done. In this way, a suitable separation of, inter alia, liquid constituents from a blow-by gas or raw gas to produce a clean gas can be achieved.
  • the guide geometries represent, in this sense, longitudinally delimiting wall elements of a fluid channel.
  • the guide geometries are to be understood in particular as conductive structures for guiding the (to be cleaned) fluid.
  • the formation of individual fluid channel structures thus takes place in particular on the basis of the shaping or extent of the respective guide geometries.
  • each fluid channel is delimited by two guide geometries.
  • Side by side fluid channels can each have a common
  • Fluid channel structures may be formed by three Leitgeometrien on the body.
  • the shaping of both guiding geometries of a fluid channel may expediently differ from one another.
  • the guide geometries preferably extend from the surface of the base body in the
  • the guide geometries each have an at least sectionally curved shape in the radial direction.
  • the guide geometries can be shaped such that a maximum efficiency for the purification of raw gas can be achieved by deposition of, in particular, liquid constituents.
  • the guide geometries of a base body preferably have the same shape, curved at least in sections.
  • the guide geometries can each have an arcuate curvature with a substantially constant radius. Alternatively, a varying radius may be provided, in particular along a simply curved guide geometry.
  • Guide geometry along its longitudinal extension is not rectilinear and at least has a curved arc.
  • a guide geometry in the sense of the present invention several different Have curvatures, including in different directions, along its longitudinal extent.
  • the guide geometries along the base body are preferably configured identically, in particular to avoid an imbalance of the centrifugal oil separator according to the invention.
  • guide geometry is to be understood in particular as meaning that a guide geometry along at least one region of its longitudinal extension has a shape which deviates from a straight longitudinal shape.
  • the curved section can in this case in any area or
  • a plurality of guide geometries can each be designed differently.
  • Centering element is arranged for engagement in a central opening of the spur gear or the hollow shaft.
  • the at least one engages
  • a plurality of centering elements are arranged distributed on the plurality of Leitgeomtrien or their central Leitgeometrieenden.
  • at least three centering elements can be provided distributed over the plurality of guide geometries.
  • spur gear can engage the at least one centering either directly from the inside into the hollow shaft or in the central opening of the spur gear.
  • the purified gas from the centrifugal oil separator from further to re-or
  • Body a compression of the centering with the inside of the central opening of the spur gear or the hollow shaft. Furthermore, the necessary space for the centrifugal oil separator according to the invention can be reduced by the engagement of the centering in the spur gear or the hollow shaft.
  • the at least one centering element is integrally formed with at least one of the guide geometries.
  • the at least one guide geometry is designed at its central end such that a centering element is integrated into the shape of the guide geometry.
  • the at least one centering element projects beyond an upper side or upper edge of the respective guide geometry.
  • an engagement in the central opening of the spur gear or in the hollow shaft is possible.
  • one-piece arrangement of a centering element are modified.
  • a simplified manufacture and assembly of the centrifugal oil separator possible.
  • the centrifugal oil separator can be connected to the spur gear of the hollow shaft in such a manner that the guide geometries on the spur gear (20) can be pressed and the fluid channels can be closed fluid-tightly on the longitudinal side.
  • the formed fluid channels are connected by the connection of the centrifugal oil separator with the spur gear, in particular the end wall of the spur gear, such that in each case the second longitudinal side of the fluid channels is suitably closed for (further) conduction of fluids.
  • a fluid can preferably emerge from the fluid channel only in the longitudinal direction, at the central end or the outer end of the respective fluid channel.
  • Guiding geometries can be pressed with the spur gear in such a way that the fluid channels initially open on the longitudinal side are present on the base body in connection with the spur gear as suitably closed fluid channels.
  • the present invention thus represents an integral embodiment of flow paths in the form of the fluid channels, wherein in conjunction with the spur gear of the hollow shaft completely closed and expediently usable flow paths can be provided.
  • the base body in a radial outer region at least one fastening element to
  • the at least one fastening element can be arranged directly on the outer circumference of the base body or in an outer region of the base body, that is to say in a radial edge region of the base body.
  • the preferably a plurality of fastening elements can be arranged such that over the entire surface of the base body a uniform compression in connection with the spur gear can be achieved. In this way, the longitudinally open designed fluid channels of the main body can be locked by a compression with the surface or the end wall of the spur gear.
  • the at least one fastening element is designed as a snap hook for at least frictionally engaged or positive engagement in at least one recess of the spur gear.
  • the at least one fastening element is designed as a snap hook integral with the base body. In this sense, the at least one stands out
  • the non-positive and / or positive connection with the spur gear in this case allows for simplified assembly and optimized maintenance by the centrifugal oil separator, in particular the body can be easily connected to the spur gear or released from it.
  • the centrifugal oil separator is formed substantially in one piece.
  • the structures in particular the fluid channels, on a Side surface of the body available.
  • the fluid channels, the guide geometries, the central cavity, the centering elements and the fastening elements can be arranged integrally on the same side surface of the base body.
  • centrifugal oil separator according to the invention in particular in the form of the base body, embodies an advantageous, integrally designed construction. Based on this advantageous, integral construction of
  • Main body is a centrifugal oil separator as a substantially single component available or providable.
  • Helical shaft of the hollow shaft provided in a simple manner.
  • the main body in particular the guide geometries, the formed fluid channels, the central cavity, the centering and the
  • the central cavity is bounded along its circumference by the guide geometries, so that the fluid channels open into the cavity.
  • the cavity is to be understood in this sense as a recess on the body.
  • Basic body on the spur gear of a hollow shaft is the desired functionality for the purification of raw gas or blowby gas in a simple manner
  • the centrifugal oil separator according to the invention can thus be produced from a single component, wherein, inter alia, a reduction in the installation space and a reduction in weight is made possible.
  • a porous insert material in each case at least partially a porous insert material can be arranged in the fluid channels.
  • the insert material fills a partial volume of each fluid channel of the main body.
  • a nonwoven fabric or the like may be used as porous
  • Insert material be provided.
  • an insert material can be provided in multiple quantities for separate arrangement in the respective fluid channels of the body. In one embodiment of the present invention, this extends
  • the one-piece insert material can fill in each case at least a partial volume in all fluid channels of the base body.
  • the openings can be provided at any point of the guide geometries.
  • the openings are in the middle of the guide geometries, ie in each case at a central point along the longitudinal course of the guide geometries provided.
  • all guide geometries preferably have the opening at the same position, ie at the same radius. So can the insert material
  • the insert material can thus in particular as a ring thus in the circumferential direction of the centrifugal oil separator or the body evenly into the
  • the insert material can not slip within a fluid channel or
  • the substantially one-piece design of the centrifugal oil separator in the context of the present invention is to be understood in particular as meaning that such an insert material can be used in addition to the main body.
  • the centrifugal oil separator is designed in one piece with the base body, wherein furthermore at least one insert material can be used in combination with the base body.
  • the present invention relates to a hollow shaft.
  • the hollow shaft has a spur gear and a centrifugal oil separator described above.
  • the hollow shaft is provided in this way with an integrally formed ⁇ labscheidevoriques according to the present invention.
  • According to one embodiment of the hollow shaft engages the at least one
  • Centering element of the centrifugal oil separator causes a centering or axial alignment of the centrifugal oil separator, the spur gear and the hollow shaft to each other.
  • the at least one centering element acts the
  • the centrifugal oil separator is arranged on the end wall of the spur gear in such a way that the guide geometries are pressed against the end wall and the fluid channels of the centrifugal oil separator are closed longitudinally in a fluid-tight manner. It is preferably provided that the centrifugal oil separator is expediently arranged on an end wall of the spur gear directed against it. In connection with the centrifugal oil separator with the spur gear or the hollow shaft, the structures protrude from the main body, in particular the guide geometries, are pressed or pressed against the end wall of the spur gear. In this way, the fluid passages formed by the guide geometries on the base body and the central cavity can be suitably functionalized or functionally used.
  • the spur gear of the hollow shaft may have at least one recess, so that a suitable connection between the centrifugal oil separator and the
  • Spur gear of the hollow shaft is provided.
  • the centrifugal oil separator is carried along during a rotational movement of the hollow shaft or the spur gear.
  • the recess of the spur gear is in particular designed such that, in conjunction with the at least one fastening element of the centrifugal oil separator, compression or contact pressure of the guide geometries for fluid-tight sealing of the fluid channels of the base body is achieved.
  • the integral construction of the centrifugal oil separator, in particular the channels formed by the guide geometries thus becomes functionally functional. It is a deposit of z. B. oil from a blowby gas or
  • the internal combustion engine has a centrifugal oil separator or a hollow shaft as described above.
  • a centrifugal oil separator or a hollow shaft as described above.
  • Raw gas or blowby gas to be cleaned enters from the outer circumference of the disc-shaped base body via the outer fluid channel ends into the essentially radially extending fluid channels.
  • Centrifugal forces carried out an appropriate separation of the components of the raw gas within the fluid channels of the body.
  • liquid, droplet-like ingredients such. As water, oil or the like, deposited during the rotation of the body in this way from the raw gas.
  • an expedient, at least partial purification of the raw gas from liquid constituents takes place in order to obtain a clean gas.
  • the centrifugal forces occurring during the rotation of the main body cause the deposited, liquid constituents to escape from the fluid channels of the main body at the outer circumference of the basic body, that is, via the outer fluid channel ends.
  • the at least partially purified gas or clean gas is conveyed through the fluid channels, via the central fluid channel ends in the cavity of the body and to further or
  • a porous insert material may be provided in order to increase the achievable degree of purity of the clean gas. Due to the porous insert material, the gas to be purified in the fluid channels additionally of liquid, in particular droplet-shaped
  • the porous insert material fulfills a filter function by preventing liquid components from passing through or
  • the gaseous parts of the raw gas can pass through the porous insert material and be forwarded as clean gas from the fluid channels into the central cavity.
  • Fig. La is an isometric view of a first embodiment of the
  • Centrifugal oil separator in particular of the main body
  • Fig. Lb is a plan view of the centrifugal oil separator of Fig. La;
  • Fig. 2a is a rear view of the hollow shaft with a spur gear and the attached thereto centrifugal oil separator of Fig. La;
  • Fig. 2b is a sectional view of the centrifugal oil separator of Fig. La, in
  • 3a is an isometric view of a second embodiment of the
  • Centrifugal oil separator in particular of the main body
  • Fig. 3b is a plan view of the centrifugal oil separator according to Fig. 3a.
  • Fig. 4 is a rear view of the hollow shaft without spur gear and with the
  • Fig. La is a first embodiment of an inventive
  • Centrifugal oil separator 1 and its base body 10 is shown in an isometric view.
  • the disc-shaped main body 10 has eight substantially radially extending, uniform guide geometries 12.
  • the guide geometries 12 are arranged offset by 45 degrees to each other.
  • the guide geometries 12 are formed integrally with the base body 10.
  • the guide geometries have 12 rounded edges, in particular rounded tops.
  • the Leitgeometrien 12 have a much smaller width than height.
  • the guide geometries 12 extend substantially perpendicular to the main body 10, wherein the side surfaces of the guide geometries 12 each have an angle of attack relative to the surface of the main body 10. In each case two guide geometries 12 form a fluid channel 11 lying between them.
  • the main body 10 according to FIG. 1a has eight fluid channels 11.
  • the fluid channels 11 open into a central cavity 15 of the main body 10.
  • the fluid channels 11 are designed to be open on a first longitudinal side.
  • a second longitudinal side of the fluid channels 11 is bounded by the base body 10.
  • the central cavity 15 is designed to be open on the same side as the fluid channels 11.
  • the guide geometries 12 are provided arcuately curved.
  • the guide geometries 12 each have a curvature whose varying radius decreases to a central end of the guide geometries 12.
  • outer ends of the guide geometries 12 are arranged at a distance from the outer circumference in the outer region of the main body 10.
  • the guide geometries 12 are curved along their longitudinal extent such that they are opposite to the
  • the formed fluid channels 11 have a larger one at an outer end
  • the cross section of the fluid passages 11 formed by the guide geometries 12 narrows between an outer fluid channel end, in the outer region of the main body 10, and a central fluid channel end. At the central fluid channel ends open the
  • Fluid channels 11 each in the open-designed, central cavity 15th
  • FIG. 1a can be seen that the disc-shaped base body 10 has an outer edge region and an inner region which is lowered relative to the outer edge region.
  • the lowering of the inner region of the base body 10 is opposite to a height extension of the guide geometries 12.
  • the guide geometries 12 extend into the inner, lowered region of the disk-shaped main body 10. The total height of the Guide geometries 12 takes this to the height difference of the sinking
  • the centering element is integral with the respective
  • the four centering elements 13 are arranged symmetrically on the base body 10 at an angle of 90 degrees. In the region of the centering elements 13, the width of the guide geometries 12 increases. Furthermore, the centering elements have a substantially triangular shape. The top of the triangular shape is rounded off each. The base side of the substantially triangular centering elements 13 faces the outer periphery of the main body 10. In this way, the centering elements in a central
  • Base side of the centering elements 13 preferably be designed arcuate. Furthermore, the centering elements 13 over the top or
  • Centering elements 13 require in this sense a centering of the base body 10 relative to the inside of the hollow shaft or the spur gear, in particular for coaxial alignment. Furthermore, the guide geometries 12 have a widening on the base side of the centering elements 12, so that a bearing surface for the spur gear or the hollow shaft is formed.
  • At least one fastening element 14 is formed in an outer region of the main body 10, along its circumference.
  • the main body has a total of four fastening elements 14.
  • the four fastening elements are symmetrically provided on the base body 10 at an angle of 90 degrees to each other.
  • Fig. La are the fastening elements
  • Fasteners 14 the centering elements 13 opposite, that is arranged at the same angular position on the base body 10. Furthermore, the fastening elements 14 are designed in one piece with the base body 10. In addition, the fasteners 14 in rectangular
  • the fasteners 14 are formed as snap hooks.
  • the snap hooks 14 extend integrally from the
  • Fig. Lb the embodiment of the body according to Fig. La is shown in a plan view.
  • the symmetrical orientation of the body according to Fig. La is shown in a plan view.
  • the symmetrical orientation of the body according to Fig. La is shown in a plan view.
  • Fastening elements 14 as snap hooks and the centering elements 13 can be seen, wherein snap hook 14 and centering elements 13 are arranged at the same angular positions on the disc-shaped base body 10. Furthermore, the guide geometries 12 are substantially identical, arcuately curved. Only the arrangement of the centering elements 13 on a total of four of the guide geometries 12, and the rectangular cutouts for the return movement of the snap hooks 14 each represents a variation of the essential overall shape of the guide geometries 12
  • the curvature of the guide geometries 12 is directed counter to the circumference of the main body 10 such that the blade-like effect of the guide geometries 12 during rotation of the main body 10 in the
  • Embodiment of the centrifugal oil separator 1 according to the figures la and lb is based on an advantageous, integral construction of the body.
  • the structure shown in FIGS. 1a and 1b can thus be produced in a single process step.
  • a rear view of the hollow shaft 30 with the spur gear 20 and the base body 10 attached thereto is shown.
  • the spur gear 20 is configured as shown in FIG. 2a with a total of eight recesses 21.
  • the spur gear 20 and the base body 10 are provided at least with a corresponding arrangement and number of recesses 21 and fastening elements 14.
  • the fastening elements 14, in the form of snap hooks 14, protrude through the recesses 21 of the spur gear 20, as shown in FIG.
  • this releasable connection between the base body 10 and the spur gear 20 constitutes a tension between the two components.
  • Fig. 2b is a sectional view of the centrifugal oil separator 1, in particular of the main body 10 of FIG. La, shown in conjunction with the spur gear 20 of the hollow shaft 30.
  • the snap hooks 14 protrude through the recesses 21 of the spur gear 20 and clamp the base body 10 against an oppositely directed surface or end wall 22 of the spur gear 20.
  • the end wall 22 is recessed in FIG. 2 b against an outer edge of the spur gear 20 or lowered.
  • the guide geometries 12 and the centering elements 13 are brought into contact with the spur gear 20 or the inner surface of the central opening of the spur gear 20 by means of this detachable connection.
  • the longitudinally open on the base body designed fluid channels 11 are closed.
  • longitudinally closed flow paths are formed by the fluid channels 11 according to FIG. 2b.
  • a compression of the rounded upper sides of the guide geometries 12 with the opposite end wall 22 of the spur gear 20 takes place.
  • the centering elements 13 lead to a coaxial alignment of the base body 10 relative to the spur gear 20 of the hollow shaft 30.
  • the centering elements 13 engage in the central opening of the spur gear 20, wherein the bases of the triangular centering elements 13 are supported against the inner diameter of the central opening of the spur gear 20 , Thus, a coaxial alignment of the components is effected to each other.
  • the centering elements 13 engage exclusively in the central opening of the spur gear 20 and terminate
  • an engagement of the centering elements 13 may be provided in the hollow shaft or the central opening of the spur gear 20 for coaxial alignment of the components.
  • the central depression of the disc-shaped main body 10 can be taken from the cross section in FIG. 2b, wherein the guide geometries 12 have a constant height level on their upper side. In particular this is essential to form the fluid channels 11 to closed flow paths in tight contact with the spur gear 20.
  • the disc-shaped main body 10 opens into an ascending tip within the central lowering region with the central cavity 15 toward the center.
  • the at least partially cleaned gas is deflected as it flows into the central cavity 15 in the direction of the hollow shaft 30 and the central opening of the spur gear 20, respectively.
  • the purified gas can be passed through the hollow shaft 30 for further use.
  • FIG. 3a shows an isometric view of a second exemplary embodiment of the centrifugal oil separator 1, in particular of the base body 10. Furthermore, FIG. 3b shows a top view of the centrifugal oil separator 1, in particular of the one-piece main body 10, according to FIG. 3a. Opposite the first
  • Embodiment of Fig. La has this second embodiment
  • the guide geometries 12 are broken in their longitudinal course by means of an opening 16.
  • the opening 16 extends in each case between the outer and central ends of the guide geometries 12.
  • the opening or runs 16 centrally between the outer and the central ends of the guide geometries 12.
  • This second embodiment is shown in Fig. 4 in the form of a rear view of the hollow shaft (without spur gear) with the centrifugal oil separator 1 according to Fig. 3a.
  • an insert material 40 in particular a porous insert material 40
  • This insert material 40 is designed as a one-piece ring.
  • a reduction, for. As an oil particle entry into the clean gas to be generated can be achieved.
  • this can be done as a porous insert material 40 z.
  • a nonwoven fabric or the like may be provided.
  • the insertion material 40 becomes the efficiency of the centrifugal oil separator 1 increases and it is an improved degree of purification of the produced pure gas achievable.

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Zentrifugal-Ölabscheider zur Montage auf einem Stirnrad (20) einer Hohlwelle (30), mit einem scheibenförmigen Grundkörper (10) und Leitgeometrien (12) zur Bildung wenigstens eines Fluidkanals (11), der sich zumindest abschnittsweise in radialer Richtung des Grundkörpers (10) erstreckt und in einen zentralen Hohlraum (15) mündet. Eine erste Längsseite des Fluidkanals (11) ist durch den Grundkörper (10) begrenzt. Auf einer zweiten Längsseite, die sich gegenüber der ersten Längsseite erstreckt, ist der Fluidkanal (11) offen. Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Hohlwelle (30) sowie einen Verbrennungsmotor.

Description

Zentrifugal-Ölabscheider, Hohlwelle und Verbrennungsmotor
Beschreibung
Die Erfindung betrifft einen Zentrifugal-Ölabscheider zur Montage auf einem Stirnrad einer Hohlwelle. Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Hohlwelle und einen Verbrennungsmotor.
In Verbrennungsmotoren bzw. Hubkolbenverbrennungsmotoren entstehen konstruktionsbedingt Leckagespalte zwischen Zylinderwand und Zylinder. Durch diese Spalte können Teile des Verbrennungsgases, sogenannte Blowby-Gase, vom Zylinder in das Kurbelgehäuse gelangen. Um ein„Aufblasen" des Kurbelgehäuses zu vermeiden, muss das Kurbelgehäuse entlüftet werden, d.h. die Blowby-Gase werden aus dem Kurbelgehäuse herausgeleitet. Hierzu werden in einem geeigneten Abscheider Bestandteile wie Öl, Wasser und Kraftstoff aus dem Blowby-Gas abgetrennt. Anschließend kann das gereinigte Gas bzw. Reingas wieder dem Ansaugtrakt zugeführt werden. Die Reinheit des zurückgeführten Gases gewinnt hierbei zunehmend an Bedeutung.
Gemäß dem Stand der Technik werden Abscheider bzw. Abscheideelemente als separate Baugruppen an eine Hohlwelle angeflanscht. Die Druckschrift DE 19 607 919 AI offenbart einen derartigen Zentrifugal-Ölabscheider, wobei ein separates Bauelement mit im Wesentlichen in radialer Richtung verlaufenden Kanälen auf ein Kettenrad aufgesetzt wird. Aufgrund der Ausgestaltung als separates, eigenständiges Bauelement nimmt die Abscheidevorrichtung jedoch zusätzlichen Bauraum in axialer Richtung ein. Darüber hinaus muss eine sichere, belastbare Befestigung der Abscheidevorrichtung an dem Kettenrad bzw. Stirnrad
bereitgestellt werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, einen Zentrifugal-Ölabscheider anzugeben, der einfach herzustellen und instand zu halten ist, einen geringen Bauraum einnimmt sowie eine Verringerung der Bauteilkosten bei gleichzeitiger Gewichtseinsparung ermöglicht. Der Erfindung liegt ferner die Aufgabe zu Grunde, eine Hohlwelle sowie einen entsprechenden Verbrennungsmotor anzugeben.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit Blick auf den Zentrifugal-Ölabscheider durch den Gegenstand des Anspruchs 1 gelöst. Mit Blick auf die Hohlwelle und den Verbrennungsmotor wird die vorstehend genannte Aufgabe durch die
Gegenstände der nebengeordneten Ansprüche 13 und 17 gelöst.
Die Erfindung beruht auf dem Gedanken, einen Zentrifugal-Ölabscheider zur Montage auf einem Stirnrad einer Hohlwelle anzugeben, mit einem
scheibenförmigen Grundkörper und Leitgeometrien zur Bildung wenigstens eines Fluidkanals, der sich zumindest abschnittsweise in radialer Richtung des
Grundkörpers erstreckt und in einen zentralen Hohlraum mündet. Eine erste Längsseite des Fluidkanals ist durch den Grundkörper begrenzt. Auf einer zweiten Längsseite, die sich gegenüber der ersten Längsseite erstreckt, ist der Fluidkanal offen bzw. offen ausgestaltet.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird der Zentrifugal-Ölabscheider
insbesondere als ein einzelnes Bauteil im Sinne des scheibenförmigen
Grundkörpers bereitgestellt. Sowohl der Grundkörper als auch am Grundkörper vorgesehene bzw. befestigte Strukturen oder mit dem Grundkörper (einstückig) ausgebildete Strukturen, insbesondere die Leitgeometrien, sind dem Zentrifugal- Ölabscheider im Sinne der vorliegenden Erfindung zuzuordnen. Während einer Rotation der Hohlwelle mit dem Stirnrad und dem daran montierten Olabscheider ermöglichen die Fluidkanäle des Grundkörpers die Abscheidung von
beispielsweise Öl aus dem zu reinigenden Gas bzw. Blowby-Gas. Gemäß der Ausgestaltung der im Wesentlichen radial verlaufenden Fluidkanäle kann zu reinigendes Gas von dem äußeren Umfang des Grundkörpers aus in die
Fluidkanäle eintreten. In der Folge wird das gereinigte Gas über die Fluidkanäle in den zentralen Hohlraum, in den die Fluidkanäle einmünden bzw. übergehen, übergeleitet.
Im Sinne der vorliegenden Erfindung und deren zweckmäßigen Verwendung ist der Zentrifugal-Ölabscheider insbesondere zur Montage auf einem Stirnrad einer Hohlwelle vorgesehen. Der Zentrifugal-Ölabscheider kann vorzugsweise auf dem Stirnrad, insbesondere an einer dem Zentrifugal-Ölabscheider entgegen gerichteten Stirnwand des Stirnrads, befestigt sein. Alternativ kann der
Zentrifugal-Ölabscheider an der Hohlwelle befestigt sein, wobei der Zentrifugal- Ölabscheider im Sinne einer zweckmäßigen Montage mit dem Stirnrad wenigstens in Kontakt steht. Über die Fluidkanäle des Zentrifugal-Ölabscheiders gereinigtes und in den zentralen Hohlraum eingeleitetes Gas strömt in die Hohlwelle ein. Über die Hohlwelle kann das gereinigte Gas zur weiteren Verwendung bzw.
Wiederverwendung abgeleitet werden.
Im Sinne der vorliegenden Erfindung wird unter dem Begriff„gereinigtes Gas" bzw.„Reingas" insbesondere das resultierende Gas nach der zweckmäßigen Separierung und Abtrennung von Bestandteilen wie Öl, Wasser und Kraftstoff aus dem zu reinigenden Gas bzw. Rohgas bzw. Blowby-Gas zu verstehen. Demnach kann im Sinne der vorgesehenen Verwendung untergereinigtem Gas bzw. Reingas nicht zwingend eine vollständige Auslösung bzw. Abtrennung beispielsweise flüssiger Bestandteile verstanden werden. Es erfolgt wenigstens eine
Teilreinigung des Rohgases von insbesondere flüssigen Bestandteilen, sodass ein Gas mit größerer Reinheit zur Verfügung gestellt wird.
Die im Wesentlichen radiale Erstreckung der Fluidkanäle bzw. die Erstreckung in im Wesentlichen radialer Richtung ist derart zu verstehen, dass die Fluidkanäle von einem zentralen Bereich des scheibenförmigen Grundkörpers zu einem radial außen gelegenen Bereich verlaufen. Demnach ist ein äußeres Fluidkanalende insbesondere als Fluidzulauf im radialen Randbereich, also in einem Bereich nahe dem Außenumfang des scheibenförmigen Grundkörpers, vorgesehen. Ein zentrales Ende des Fluidkanals ist insbesondere als ein Fluidablauf in einem zentral gelegenen Bereich des Grundkörpers angeordnet. So mündet ein
Fluidkanal über sein zentrales Fluidkanalende in den zentralen Hohlraum des Grundkörpers ein. Zwischen dem zentralen Hohlraum und dem (radialen)
Außenbereich des Grundkörpers können sich die Fluidkanäle bevorzugter Weise in beliebiger Form und Ausdehnung erstrecken. Gemäß der im Wesentlichen radialen Erstreckung ist die Form der Fluidkanäle insbesondere derart ausgestaltet, dass zweckmäßige Fluidkanalverläufe, geeignet für die vorgesehene Verwendung, von einem inneren Radius des Grundkörpers zu dem Außenbereich vorgesehen sind.
Eine Erstreckung bzw. Anordnung von Elementen in einem radialen Außenbereich des Grundkörpers ist insbesondere als eine Anordnung in der Nähe des
Außenumfangs bzw. der Umfangsrichtung des scheibenförmigen Grundkörpers zu verstehen. Die Umfangsrichtung erstreckt sich entlang der Außenseite bzw. dem Außenbereich des scheibenförmigen Grundkörpers. Eine radiale Richtung, insbesondere die radiale Erstreckungsrichtung der Fluidkanäle, ist hingegen als ein Verlauf von einem zentralen Bereich zu einem Außenbereich des Grundkörpers zu verstehen. Demnach ist eine Mehrzahl von sich insbesondere radial erstreckenden Fluidkanälen in Umfangsrichtung nebeneinander auf dem
Grundkörper angeordnet.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass die Fluidkanäle des Grundkörpers an einer zweiten Längsseite, die sich gegenüber der ersten
Längsseite erstreckt, offen ausgestaltet sind. Gegenüber den vorstehend genannten Zu- bzw. Abläufen der Fluidkanäle, ist unter einer Längsseite eines Fluidkanals insbesondere eine Seite entlang seiner Verlaufsrichtung von dem Außenbereich zu dem zentralen Bereich des Grundkörpers zu verstehen. In diesem Sinne ist ein Fluidkanal des Grundkörpers somit entlang seiner
Erstreckungsrichtung an drei Seiten durch die Struktur des Grundkörpers begrenzt. Die erste Längsseite eines Fluidkanals ist durch den Grundkörper ausgebildet bzw. wird von diesem dargestellt. Seitlich ist ein Fluidkanal jeweils durch Leitgeometrien begrenzt. An der zweiten Längsseite, gegenüber der ersten Längsseite, ist der Fluidkanal bzw. sind die Fluidkanäle jeweils offen an dem Zentrifugal-Olabscheider bzw. dem Grundkörper vorgesehen. Die Fluidkanäle sind auf dem Grundkörper somit nicht vollständig geschlossen, z. B. in Form von Bohrungen, ausgebildet.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind der zentrale Hohlraum und der wenigstens eine Fluidkanal an derselben Seite offen
ausgestaltet. Der zentrale Hohlraum ist auf dem scheibenförmigen Grundkörper ebenso ausgebildet wie die Fluidkanäle, sodass diese zur Weiterleitung eines Fluids in den Hohlraum einmünden können. Insbesondere ist der Boden des zentralen Hohlraums durch den Grundkörper ausgebildet. Der scheibenförmige Grundkörper weist somit eine konturierte Seite auf, auf der die Fluidkanäle und der zentrale Hohlraum ausgestaltet sind. Somit wird die Fertigung des
scheibenförmigen Grundkörpers vereinfacht, indem die auszubildenden Strukturen auf einer Seite des Grundkörpers, und somit von außen zugänglich, erzeugbar sind. Dieser Vorteil ergibt sich insbesondere auch unabhängig von dem Einsatz additiver oder subtraktiver Fertigungsverfahren.
In einer Ausführungsform sind die Mehrzahl an Fluidkanälen zum zentralen Hohlraum hin verjüngend ausgestaltet. Das äußere Fluidkanalende kann einen größeren Querschnitt bzw. eine größere Querschnittsöffnung aufweisen als das zentral gelegene Fluidkanalende. Insbesondere sind die Fluidkanäle vorzugsweise derart ausgestaltet, dass anhand der auftretenden Zentrifugalkräfte während einer Rotation des Grundkörpers eine Separierung der gasförmigen Bestandteile von z. B. Öl- oder Wasserpartikeln erfolgen kann. Auf diese Weise ist eine zweckmäßige Abscheidung von u.a. flüssigen Bestandteilen aus einem Blowby- Gas bzw. Rohgas zur Erzeugung eines Reingases erzielbar.
Die Leitgeometrien stellen in diesem Sinne in Längsrichtung begrenzende Wandelemente eines Fluidkanals dar. Die Leitgeometrien sind insbesondere als leitende Strukturen zur Führung des (zu reinigenden) Fluids aufzufassen. Die Ausbildung einzelner Fluidkanalstrukturen erfolgt somit insbesondere anhand der Formgebung bzw. Erstreckung der jeweiligen Leitgeometrien. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass jeder Fluidkanal durch zwei Leitgeometrien begrenzt wird. Nebeneinander angeordnete Fluidkanäle können jeweils eine gemeinsame
Leitgeometrie aufweisen. Auf diese Weise können beispielsweise zwei
Fluidkanalstrukturen durch drei Leitgeometrien auf dem Grundkörper ausgebildet sein. Die Formgebung beider Leitgeometrien eines Fluidkanals kann sich zweckmäßig voneinander unterscheiden. Vorzugsweise erstrecken sich die Leitgeometrien von der Oberfläche des Grundkörpers ausgehend in im
Wesentlichen orthogonaler Richtung. Darüber hinaus können die Seitenflächen der Leitgeometrien, die die Fluidkanäle seitlich begrenzen, einen zweckmäßigen Anstellwinkel aufweisen.
In einer weiteren Ausführungsform weisen die Leitgeometrien in radialer Richtung jeweils eine wenigstens abschnittsweise gekrümmte Form auf. Insbesondere können die Leitgeometrien derart geformt sein, dass eine maximale Effizienz zur Reinigung von Rohgas durch Abscheidung insbesondere flüssiger Bestandteile erzielbar ist. Vorzugsweise weisen die Leitgeometrien eines Grundkörpers dieselbe wenigstens abschnittsweise gekrümmte Form auf. Insbesondere können die Leitgeometrien hierbei jeweils eine bogenförmige Krümmung mit einem im Wesentlichen konstanten Radius aufweisen. Alternativ kann ein variierender Radius insbesondere entlang einer einfach gekrümmten Leitgeometrie vorgesehen sein.
Die (bogenförmige) Krümmung einer Leitgeometrie beschreibt im Sinne der vorliegenden Erfindung insbesondere eine Ausgestaltung, sodass die
Leitgeometrie entlang ihrer Längserstreckung nicht geradlinige verläuft und wenigstens einen kurvenförmigen Bogen aufweist. Darüber hinaus kann eine Leitgeometrie im Sinne der vorliegenden Erfindung mehrere verschiedene Krümmungen, u.a. in unterschiedliche Richtungen, entlang ihrer Längserstreckung aufweisen. Bevorzugter Weise sind die Leitgeometrien entlang des Grundkörpers identisch ausgestaltet, insbesondere zur Vermeidung einer Unwucht des erfindungsgemäßen Zentrifugal-Ölabscheiders. Des Weiteren ist auch die alternierende Ausgestaltung der Leitgeometrien entlang der
Umfangsrichtung des Grundkörpers vorstellbar.
Unter der wenigstens abschnittsweisen Krümmung der Struktur einer
Leitgeometrie ist im Sinne der vorliegenden Erfindung insbesondere zu verstehen, dass eine Leitgeometrie entlang wenigstens eines Bereiches ihrer längsförmigen Erstreckung eine Form aufweist, die von einer geradlinigen Längsform abweicht. Der gekrümmte Abschnitt kann hierbei in einem beliebigen Bereich an bzw.
zwischen einem äußeren Ende und einem zentralen Ende einer Leitgeometrie vorgesehen sein. Es besteht somit die Möglichkeit, eine beliebige
anwendungsspezifische Formgebung für die Leitgeometrien vorzusehen.
Insbesondere kann eine Mehrzahl von Leitgeometrien jeweils unterschiedlich ausgestaltet sein.
Nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist an einem zentralen, dem Hohlraum zugewandten Ende wenigstens einer Leitgeometrie ein
Zentrierelement zum Eingriff in eine zentrale Öffnung des Stirnrads oder der Hohlwelle angeordnet ist. Vorzugsweise greift das wenigstens eine
Zentrierelement derart in das Stirnrad bzw. die Hohlwelle ein, sodass eine koaxiale Ausrichtung der Hohlwelle, des Stirnrads und des Grundkörpers des erfindungsgemäßen Zentrifugal-Ölabscheiders vorliegt. Bevorzugterweise sind mehrere Zentrierelemente an der Mehrzahl an Leitgeomtrien bzw. deren zentralen Leitgeometrieenden verteilt angeordnet. Es können vorzugsweise wenigstens drei Zentrierelemente über die Mehrzahl an Leitgeometrien verteilt vorgesehen sein. In Abhängigkeit von der Ausgestaltung der Hohlwelle und dem darauf
angeordneten Stirnrad kann das wenigstens eine Zentrierelement entweder direkt von innen in die Hohlwelle eingreifen oder in die zentrale Öffnung des Stirnrads. Über die zentrale Öffnung des Stirnrads bzw. die Hohlwelle kann das gereinigte Gas von dem Zentrifugal-Ölabscheider aus ferner zur Wieder- bzw.
Weiterverwendung übergeleitet werden. Somit ist eine sichere, koaxiale
Ausrichtung des Grundkörpers insbesondere gegenüber der Hohlwelle gegeben. Insbesondere bewirken die Zentrifugalkräfte während der Rotation des
Grundkörpers eine Verpressung der Zentrierelemente mit der Innenseite der zentralen Öffnung des Stirnrads bzw. der Hohlwelle. Des Weiteren ist durch den Eingriff der Zentrierelemente in das Stirnrad bzw. die Hohlwelle der notwendige Bauraum für den erfindungsgemäßen Zentrifugal-Olabscheiders reduzierbar.
Nach einer Ausführungsform ist das wenigstens eine Zentrierelement mit wenigstens einer der Leitgeometrien einstückig ausgebildet ist. Insbesondere ist die wenigstens eine Leitgeometrie an ihrem zentralen Ende derart ausgestaltet, dass ein Zentrierelement in die Form der Leitgeometrie integriert ist.
Vorzugsweise ragt das wenigstens eine Zentrierelement über eine Oberseite bzw. Oberkante der jeweiligen Leitgeometrie hinaus. So ist ein Eingriff in die zentrale Öffnung des Stirnrads bzw. in die Hohlwelle möglich. Die Formgebung der
Mehrzahl an Leitgeometrien kann sich unter anderem in diesem Sinne
voneinander unterscheiden, indem einzelne Leitgeometrien durch die
vorzugsweise einstückige Anordnung eines Zentrierelementes modifiziert sind. Auf vorteilhafte Weise ist, insbesondere anhand der einstückigen Anordnung der Zentrierelemente, eine vereinfachte Herstellung und Montage des Zentrifugal- Olabscheiders möglich.
In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass der Zentrifugal-Ölabscheider derart mit dem Stirnrad der Hohlwelle verbindbar ist, dass die Leitgeometrien an dem Stirnrad (20) verpressbar und die Fluidkanäle längsseitig fluiddicht abschließbar sind. Bevorzugterweise sind die ausgebildeten Fluidkanäle durch die Verbindung des Zentrifugal-Olabscheiders mit dem Stirnrad, insbesondere der Stirnwand des Stirnrads, derart verbindbar, dass jeweils die zweite Längsseite der Fluidkanäle zweckmäßig zur (Weiter-)Leitung von Fluiden geschlossen ist. Im verwendungsgemäßen Einsatz des Zentrifugal- Olabscheiders kann ein Fluid bevorzugterweise nur in Längsrichtung, an dem zentralen Ende oder dem äußeren Ende des jeweiligen Fluidkanals, aus dem Fluidkanal austreten.
Insbesondere sind die integral auf dem Grundkörper ausgestalteten
Leitgeometrien derart mit dem Stirnrad verpressbar, dass die ursprünglich längsseitig offen ausgestalten Fluidkanäle auf dem Grundkörper in Verbindung mit dem Stirnrad als zweckmäßig geschlossene Fluidkanäle vorliegen. Die vorliegende Erfindung stellt somit eine integrale Ausgestaltung von Flusswegen in Form der Fluidkanäle dar, wobei in Verbindung mit dem Stirnrad der Hohlwelle vollständig geschlossene und zweckmäßig einsetzbare Flusswege bereitstellbar sind.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist der Grundkörper in einem radialen Außenbereich wenigstens ein Befestigungselement zur
Herstellung einer lösbaren Verbindung mit dem Stirnrad der Hohlwelle auf.
Entlang der Umfangsrichtung des Grundkörpers können vorzugweise mehrere Befestigungselemente, insbesondere vier Befestigungselemente, symmetrisch angeordnet sein. Das wenigstens eine Befestigungselement kann im Sinne der vorliegenden Erfindung direkt am Außenumfang des Grundkörpers oder in einem äußeren Bereich des Grundkörpers, also in einem radialen Randbereich des Grundkörpers, angeordnet sein. Insbesondere können die vorzugsweise mehreren Befestigungselemente derart angeordnet sein, dass über die gesamte Fläche des Grundkörpers eine gleichmäßige Verpressung in Verbindung mit dem Stirnrad erzielbar ist. Auf diese Weise sind die längsseitig offen ausgestalteten Fluidkanäle des Grundkörpers durch eine Verpressung mit der Oberfläche bzw. der Stirnwand des Stirnrads abschließbar.
In einer weiteren Ausführungsform ist das wenigstens eine Befestigungselement als ein Schnapphaken zum zumindest kraftschlüssigen oder formschlüssigen Eingriff in wenigstens eine Aussparung des Stirnrads ausgestaltet. Vorzugsweise ist das wenigstens eine Befestigungselement als ein Schnapphaken einstückig mit dem Grundkörper ausgestaltet. In diesem Sinne ragt der wenigstens eine
Schnapphaken über die Strukturen des Grundkörpers, wie z. B. die
Leitgeometrien, hinaus, um eine zweckmäßige Verbindung und Verpressung mit dem Stirnrad der Hohlwelle zu ermöglichen. Die kraft- und/oder formschlüssige Verbindung mit dem Stirnrad ermöglicht hierbei eine vereinfachte Montage sowie eine optimierte Instandhaltung, indem der Zentrifugal-Olabscheider, insbesondere der Grundkörper, auf einfache Weise mit dem Stirnrad verbunden oder von diesem gelöst werden kann.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist
vorgesehen, dass der Zentrifugal-Olabscheider im Wesentlichen einstückig ausgebildet ist. Insbesondere ist der Zentrifugal-Olabscheider aus einem einstückigen Bauteil, dem Grundkörper mit vorzugsweise der wenigstens einen Leitgeometrie und dem wenigstens einen Befestigungselement, herstellbar.
Bevorzugter Weise sind die Strukturen, insbesondere die Fluidkanäle, auf einer Seitenfläche des Grundkörpers bereitstellbar. Des Weiteren sind insbesondere die Fluidkanäle, die Leitgeometrien, der zentrale Hohlraum, die Zentrierelemente und die Befestigungselemente an derselben Seitenfläche des Grundkörpers einstückig anordbar.
In diesem Sinne verkörpert der erfindungsgemäße Zentrifugal-Ölabscheider, insbesondere in Form des Grundkörpers, eine vorteilhafte, integral ausgestalte Konstruktion. Anhand dieser vorteilhaften, integralen Konstruktion des
Grundkörpers ist ein Zentrifugal-Ölabscheider als im Wesentlichen einzelnes Bauteil verfügbar bzw. bereitstellbar. Die Funktionalität, insbesondere der
Fluidkanäle als Flusswege zur Reinigung eines Rohgases bzw. Blowby-Gases unter der Einwirkung von Zentrifugalkräften, wird durch die Verbindung mit dem
Stirnrad der Hohlwelle auf einfache Art und Weise bereitgestellt.
Abgesehen von dem Grundkörper ist kein zusätzliches Bauteil zur Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Zentrifugal-Ölabscheiders zwingend notwendig. Hierzu weist der Grundkörper insbesondere die Leitgeometrien, die ausgebildeten Fluidkanäle, den zentralen Hohlraum, die Zentrierelemente sowie die
Befestigungselemente auf. Der zentrale Hohlraum wird entlang seines Umfangs durch die Leitgeometrien begrenzt bzw. ausgebildet, sodass die Fluidkanäle in den Hohlraum einmünden. Der Hohlraum ist in diesem Sinne als eine Aussparung auf dem Grundkörper zu verstehen. Durch die lösbare Befestigung des
Grundkörpers an dem Stirnrad einer Hohlwelle wird die gewünschte Funktionalität zur Reinigung von Rohgas bzw. Blowby-Gas auf einfache Art und Weise
bereitgestellt. Der erfindungsgemäße Zentrifugal-Ölabscheider ist somit aus einem einzelnen Bauteil herstellbar, wobei unter anderem eine Verringerung des Bauraums sowie eine Gewichtsreduktion ermöglicht wird.
In einer Ausführungsform ist in den Fluidkanälen jeweils wenigstens teilweise ein poröses Einlegematerial anordbar. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass das Einlegematerial ein Teilvolumen eines jeden Fluidkanals des Grundkörpers ausfüllt. Vorteilhafter Weise kann somit zusätzlich z. B. ein Ölpartikeleintrag verhindert werden, um den Reinheitsgrad des zu erzeugenden Reingases zu optimieren. Insbesondere kann ein Vliesstoff oder dergleichen als poröses
Einlegematerial vorgesehen sein. In diesem Sinne kann ein Einlegematerial in mehrfacher Stückzahl zur separaten Anordnung in den jeweiligen Fluidkanälen des Grundkörpers vorgesehen sein. In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erstreckt sich das
Einlegematerial einteilig durch Öffnungen der Leitgeometrien in die Fluidkanäle hinein. Somit kann das einstückige Einlegematerial in allen Fluidkanälen des Grundkörpers jeweils wenigstens ein Teilvolumen ausfüllen. Die Öffnungen können an einer beliebigen Stelle der Leitgeometrien jeweils vorgesehen sein. Bevorzugterweise sind die Öffnungen mittig der Leitgeometrien, also jeweils an einer mittleren Stelle entlang des Längsverlaufes der Leitgeometrien, vorgesehen. Des Weiteren weisen alle Leitgeometrien die Öffnung vorzugsweise an derselben Position, also an demselben Radius, auf. So kann das Einlegematerial
insbesondere als ein einstückiger bzw. einteiliger Ring vorgesehen sein. Das Einlegematerial kann sich insbesondere als Ring somit in Umfangsrichtung des Zentrifugal-Ölabscheiders bzw. des Grundkörpers gleichmäßig in die
ausgebildeten Fluidkanäle hineinerstrecken. Somit besteht der Vorteil, dass das Einlegematerial auf vereinfachte Weise austauschbar und positionierbar ist. Des Weiteren ist durch eine einteilige Ausgestaltung des Einlegematerials
sichergestellt, dass die Fluidkanäle wenigstens in einem Teilbereich bzw.
Querschnitt vollständig von dem Einlegematerial ausgefüllt werden. Weiterhin kann das Einlegematerial innerhalb eines Fluidkanals nicht verrutschen bzw.
wandern. So kann kein Rohgas bzw. Blowby-Gas an dem Einlegematerial vorbei in Richtung des zentralen Hohlraums strömen. Vielmehr wird das Blowby-Gas bzw. Rohgas dazu gezwungen, durch das Einlegematerial hindurch zu strömen, um in den zentralen Hohlraum gelangen zu können.
Hierbei ist die im Wesentlichen einstückige Ausbildung des Zentrifugal- Ölabscheiders im Sinne der vorliegenden Erfindung insbesondere derart zu verstehen, dass neben dem Grundkörper ein derartiges Einlegematerial einsetzbar ist. Somit ist der Zentrifugal-Ölabscheider mit dem Grundkörper einstückig ausgestaltet, wobei ferner wenigstens ein Einlegematerial in Kombination mit dem Grundkörper einsetzbar ist.
In einem nebengeordneten Aspekt bezieht sich die vorliegende Erfindung auf eine Hohlwelle. Die Hohlwelle weist ein Stirnrad und einen vorstehend beschriebenen Zentrifugal-Ölabscheider auf. Die Hohlwelle ist auf diese Weise mit einer integral ausgestalteten Ölabscheidevorrichtung im Sinne der vorliegenden Erfindung vorgesehen. Gemäß einer Ausführungsform der Hohlwelle greift das wenigstens eine
Zentrierelement des Zentrifugal-Olabscheiders in die zentrale Öffnung des Stirnrads oder der Hohlwelle ein. Insbesondere ist vorgesehen, dass das
Zentrierelement des Zentrifugal-Olabscheiders eine Zentrierung bzw. axiale Ausrichtung des Zentrifugal-Olabscheiders, des Stirnrads und der Hohlwelle zueinander bewirkt. Das wenigstens eine Zentrierelement wirkt den
Zentrifugalkräften bei Rotation der Hohlwelle entgegen. Auf diese Weise wird eine optimale Reinigung der Blowby-Gase bzw. Rohgase und Weiterleitung des
Reingases auch bei hohen Drehzahlen der Hohlwelle ermöglicht.
In einer weiteren Ausführungsform ist der Zentrifugal-Ölabscheider derart an der Stirnwand des Stirnrads angeordnet, dass die Leitgeometrien an der Stirnwand verpresst und die Fluidkanäle des Zentrifugal-Olabscheiders längsseitig fluiddicht abgeschlossen sind. Vorzugsweise ist vorgesehen, dass der Zentrifugal- Ölabscheider an einer ihm entgegen gerichteten Stirnwand des Stirnrads zweckmäßig angeordnet ist. In Verbindung des Zentrifugal-Olabscheiders mit dem Stirnrad bzw. der Hohlwelle werden die von dem Grundkörper abstehenden Strukturen, insbesondere die Leitgeometrien, an der Stirnwand des Stirnrads verpresst bzw. angepresst. Auf diese Weise sind die durch die Leitgeometrien auf dem Grundkörpers ausgebildeten Fluidkanäle und der zentrale Hohlraum zweckmäßig funktionalisierbar bzw. funktional einsetzbar.
Nach einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass das wenigstens eine
Befestigungselement des Zentrifugal-Olabscheiders zumindest kraftschlüssig oder formschlüssig in die wenigstens eine Aussparung des Stirnrads eingreift. Das Stirnrad der Hohlwelle kann wenigstens eine Aussparung aufweisen, sodass eine zweckmäßige Verbindung zwischen dem Zentrifugal-Ölabscheider und dem
Stirnrad der Hohlwelle bereitstellbar ist. So wird der Zentrifugal-Ölabscheider bei einer Drehbewegung der Hohlwelle bzw. des Stirnrads mitgeführt. Des Weiteren ist die Aussparung des Stirnrads insbesondere derart ausgestaltet, dass in Verbindung mit dem wenigstens einen Befestigungselement des Zentrifugal- Olabscheiders eine Verpressung bzw. Anpressung der Leitgeometrien zum fluiddichten Abschluss der Fluidkanäle des Grundkörpers erzielt wird. Die integrale Konstruktion des Zentrifugal-Olabscheiders, insbesondere die durch die Leitgeometrien ausgebildeten Kanäle, wird auf diese Weise zweckmäßig funktional. Es ist eine Abscheidung von z. B. Öl aus einem Blowby-Gas bzw.
Rohgas zur Erzielung eines Reingases möglich. In einem weiteren nebengeordneten Aspekt bezieht sich die vorliegende
Erfindung auf einen Verbrennungsmotor. Der Verbrennungsmotor weist einen vorstehend dargelegten Zentrifugal-Olabscheider oder eine vorstehend dargeigte Hohlwelle auf. Auf diese Weise kann eine vorteilhafte Konstruktion, Herstellung und Instandhaltung des Verbrennungsmotors mittels des vorstehend dargelegten Zentrifugal-Ölabscheiders bzw. der Hohlwelle bereitgestellt werden.
Die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen des Zentrifugal-Ölabscheiders funktionieren, insbesondere in Verbindung bzw. Zusammenwirken mit der Hohlwelle und dem Stirnrad, wie folgt:
Zu reinigendes Rohgas bzw. Blowby-Gas tritt vom äußeren Umfang des scheibenförmigen Grundkörpers über die äußeren Fluidkanalenden in die sich im Wesentlichen radial erstreckenden Fluidkanäle ein. Während der Rotation der Hohlwelle mit dem Stirnrad und dem vorzugsweise form- und/oder kraftschlüssig verbundenen Zentrifugal-Olabscheider wirken innerhalb der Fluidkanäle
Zentrifugalkräfte auf das Rohgas bzw. das Blowby-Gas ein. Anhand der
Zentrifugalkräfte erfolgt eine zweckmäßige Separierung der Bestandteile des Rohgases innerhalb der Fluidkanäle des Grundkörpers. Insbesondere werden flüssige, tröpfchenförmige Bestandteile, wie z. B. Wasser, Öl oder dergleichen, während der Rotation des Grundkörpers auf diese Weise aus dem Rohgas abgeschieden. Im Sinne der vorliegenden Erfindung findet eine zweckmäßige, wenigstens teilweise Reinigung des Rohgases von flüssigen Bestandteilen statt, um ein Reingas zu erhalten.
Des Weiteren bewirken die während der Rotation des Grundkörpers auftretenden Zentrifugalkräfte, dass die abgeschiedenen, flüssigen Bestandteile am äußeren Umfang des Grundkörpers, also über die äußeren Fluidkanalenden, aus den Fluidkanälen des Grundkörpers austreten. Das wenigstens teilweise gereinigte Gas bzw. Reingas wird durch die Fluidkanäle, über die zentralen Fluidkanalenden in den Hohlraum des Grundkörpers gefördert und zur Weiter- bzw.
Wiederverwendung in die Hohlwelle weitergeleitet. In diesem Sinne weisen die separierten flüssigen Bestandteile und die gasförmigen Teile, also das Reingas, innerhalb der Fluidkanäle des Grundkörpers gegensinnige Strömungsrichtungen auf. Darüber hinaus kann gemäß einer beschriebenen Ausführungsform ein poröses Einlegematerial vorgesehen sein, um den erzielbaren Reinheitsgrad des Reingases zu erhöhen. Durch das poröse Einlegematerial kann das zu reinigende Gas in den Fluidkanälen zusätzlich von flüssigen, insbesondere tröpfchenförmigen
Bestandteilen gereinigt werden. Das poröse Einlegematerial erfüllt hierbei eine Filterfunktion, indem flüssige Bestandteile am Durchtritt gehindert bzw.
zurückgehalten werden. Insbesondere die gasförmigen Teile des Rohgases können durch das poröse Einlegematerial hindurchtreten und als Reingas von den Fluidkanälen aus in den zentralen Hohlraum weitergeleitet werden.
Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezug auf die schematischen Zeichnungen mit weiteren Einzelheiten näher erläutert.
In diesen zeigen :
Fig. la eine isometrische Ansicht eines ersten Ausführungsbeispiels des
Zentrifugal-Ölabscheiders, insbesondere des Grundkörpers;
Fig. lb eine Draufsicht des Zentrifugal-Ölabscheiders gemäß Fig. la;
Fig. 2a eine rückseitige Ansicht der Hohlwelle mit Stirnrad und dem daran befestigten Zentrifugal-Ölabscheider nach Fig. la;
Fig. 2b eine Schnittansicht des Zentrifugal-Ölabscheiders nach Fig. la, in
Verbindung mit dem Stirnrad der Hohlwelle;
Fig. 3a eine isometrische Ansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels des
Zentrifugal-Ölabscheiders, insbesondere des Grundkörpers;
Fig. 3b eine Draufsicht des Zentrifugal-Ölabscheiders gemäß Fig. 3a; und
Fig. 4 eine rückseitige Ansicht der Hohlwelle ohne Stirnrad und mit dem
Zentrifugal-Ölabscheider gemäß Fig. 3a.
In Fig. la ist ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen
Zentrifugal-Ölabscheiders 1 bzw. dessen Grundkörpers 10 in einer isometrischen Ansicht gezeigt. Der scheibenförmige Grundkörper 10 weist acht im Wesentlichen sich radial erstreckende, gleichförmige Leitgeometrien 12 auf. Die Leitgeometrien 12 sind um jeweils 45 Grad versetzt zueinander angeordnet. Die Leitgeometrien 12 sind einstückig mit dem Grundkörper 10 ausgebildet. Des Weiteren weisen die Leitgeometrien 12 abgerundete Kanten, insbesondere abgerundete Oberseiten auf. Die Leitgeometrien 12 weisen eine wesentlich kleinere Breite als Höhe auf.
Des Weiteren erstrecken sich die Leitgeometrien 12 im Wesentlich senkrecht zum Grundkörper 10, wobei die Seitenflächen der Leitgeometrien 12 jeweils einen Anstellwinkel gegenüber der Oberfläche des Grundkörpers 10 aufweisen. Jeweils zwei Leitgeometrien 12 bilden einen zwischen ihnen liegenden Fluidkanal 11 aus. Insgesamt weist der Grundkörper 10 gemäß Fig. la acht Fluidkanäle 11 auf. Die Fluidkanäle 11 münden in einen zentralen Hohlraum 15 des Grundkörpers 10. Die Fluidkanäle 11 sind an einer ersten Längsseite offen ausgestaltet. Eine zweite Längsseite der Fluidkanäle 11 wird durch den Grundkörper 10 begrenzt. Ebenso ist der zentrale Hohlraum 15 an derselben Seite wie die Fluidkanäle 11 offen ausgestaltet.
Die Leitgeometrien 12 sind bogenförmig gekrümmt vorgesehen. Insbesondere weisen die Leitgeometrien 12 jeweils eine Krümmung auf, dessen variierender Radius zu einem zentralen Ende der Leitgeometrien 12 abnimmt. Des Weiteren sind äußere Enden der Leitgeometrien 12 in einem Abstand zu dem Außenumfang im Außenbereich des Grundkörpers 10 angeordnet. Die Leitgeometrien 12 sind entlang ihrer Längserstreckung derart gekrümmt, dass sie entgegen dem
Uhrzeigersinn eine schaufeiförmige Wirkstruktur ausbilden. Des Weiteren weisen die ausgebildeten Fluidkanäle 11 an einem äußeren Ende einen größeren
Querschnitt auf, als an einem zentralen Ende. Der Querschnitt, der durch die Leitgeometrien 12 ausgebildeten Fluidkanäle 11, verengt sich zwischen einem äußeren Fluidkanalende, im Außenbereich des Grundkörpers 10, und einem zentralen Fluidkanalende. An den zentralen Fluidkanalenden münden die
Fluidkanäle 11 jeweils in den offen ausgestalteten, zentralen Hohlraum 15.
Des Weiteren ist Fig. la entnehmbar, dass der scheibenförmige Grundkörper 10 einen äußeren Randbereich aufweist und einen inneren Bereich, der gegenüber dem äußeren Randbereich abgesenkt ist. Die Absenkung des inneren Bereiches des Grundkörpers 10 verläuft einer Höhenerstreckung der Leitgeometrien 12 entgegengesetzt. Die Leitgeometrien 12 verlaufen in den inneren, abgesenkten Bereich des scheibenförmigen Grundkörpers 10 hinein. Die Gesamthöhe der Leitgeometrien 12 nimmt hierbei um die Höhendifferenz des absinkenden
Verlaufes zu, sodass Oberseiten der Leitgeometrien 12 ein gleichmäßiges
Höhenniveau ausbilden.
Abweichend von diesem gleichmäßigen Höhenniveau weisen gemäß Fig. la vier Leitgeometrien 12 an ihrem zentralen Ende ein Zentrierelement 13 auf.
Insbesondere ist das Zentrierelement einstückig mit den jeweiligen
Leitgeometrien 12 ausgebildet. Die vier Zentrierelemente 13 sind in einem Winkel von 90 Grad symmetrisch auf dem Grundkörper 10 angeordnet. Im Bereich der Zentrierelemente 13 nimmt die Breite der Leitgeometrien 12 zu. Des Weiteren weisen die Zentrierelemente eine im Wesentlichen dreieckige Form auf. Die Spitze der dreieckigen Form ist jeweils abgerundet. Die Grundseite der im Wesentlichen dreieckförmigen Zentrierelemente 13 ist dem Außenumfang des Grundkörpers 10 zugewandt. Auf diese Weise können die Zentrierelemente in eine zentrale
Öffnung eines Stirnrads bzw. einer Hohlwelle eingreifen. Hierzu kann die
Grundseite der Zentrierelemente 13 vorzugsweise bogenförmig ausgestaltet sein. Des Weiteren stehen die Zentrierelemente 13 über die Oberseite bzw.
abgerundete Oberkante der Leitgeometrien 13 hinaus, sodass der Eingriff z. B. in eine Hohlwelle möglich ist. Die nach außen gewandten Grundseite der
Zentrierelemente 13 bedingen in diesem Sinne eine Zentrierung des Grundkörpers 10 gegenüber der Innenseite der Hohlwelle bzw. des Stirnrads, insbesondere zur koaxialen Ausrichtung. Des Weiteren weisen die Leitgeometrien 12 anschließend an die Grundseite der Zentrierelemente 12 eine Verbreiterung auf, sodass eine Auflagefläche für das Stirnrad bzw. die Hohlwelle ausgebildet ist.
Des Weiteren ist in einem Außenbereich des Grundkörpers 10, entlang dessen Umfang, wenigstens ein Befestigungselement 14 ausgebildet. Gemäß Fig. la weist der Grundkörper insgesamt vier Befestigungselemente 14 auf. Die vier Befestigungselemente sind symmetrisch an dem Grundkörper 10 in einem Winkel von 90 Grad versetzt zueinander vorgesehen. Gemäß Fig. la sind die
Befestigungselemente 14 den Zentrierelementen 13 gegenüberliegend, also an denselben Winkelposition, an dem Grundkörper 10 angeordnet. Des Weiteren sind die Befestigungselemente 14 einstückig mit dem Grundkörper 10 ausgestaltet. Darüber hinaus sind die Befestigungselemente 14 in rechteckförmigen
Ausbuchtungen bzw. Materialausschnitten gegenüber dem Außenumfang des Grundkörpers 10 nach innen versetzt vorgesehen. Gemäß Fig. la sind die Befestigungselemente 14 als Schnapphaken ausgebildet. Insbesondere erstrecken sich die Schnapphaken 14 einstückig von dem
scheibenförmigen Grundkörper 10 aus in die Richtung der Leitgeometrien 12 und über diese hinaus. Der Absatz der Schnapphaken 14 ist jeweils dem Außenumfang des Grundkörpers 10 entgegengerichtet. Demnach kann eine Verbindung der Schnapphaken 14 gelöst werden, indem die Schnapphaken 14 in Richtung des Zentrums des scheibenförmigen Grundkörpers 10 verformt werden.
In Fig. lb ist das Ausführungsbeispiel des Grundkörpers gemäß Fig. la in einer Draufsicht dargestellt. Insbesondere ist die symmetrische Ausrichtung der
Befestigungselemente 14 als Schnapphaken und der Zentrierelemente 13 erkennbar, wobei Schnapphaken 14 und Zentrierelemente 13 an denselben Winkelpositionen auf dem scheibenförmigen Grundkörper 10 angeordnet sind. Des Weiteren sind die Leitgeometrien 12 im Wesentlichen identisch, bogenförmig gekrümmt ausgestaltet. Einzig die Anordnung der Zentrierelemente 13 an insgesamt vier der Leitgeometrien 12, sowie die rechteckförmigen Ausschnitte zum Rückversetzung der Schnapphaken 14 stellt jeweils eine Variation der wesentlichen Gesamtform der Leitgeometrien 12 dar. Die bogenförmige
Krümmung der Leitgeometrien 12 bedingt eine schaufeiförmige Erscheinung des einstückigen Grundkörpers 10. Die Krümmung der Leitgeometrien 12 ist derartig dem Umfang des Grundkörpers 10 entgegengerichtet, dass die schaufelartige Wirkung der Leitgeometrien 12 bei Rotation des Grundkörpers 10 im
Uhrzeigersinn auftritt (siehe Pfeilrichtung in Fig. lb). Der einstückigen
Ausgestaltung des Zentrifugal-Olabscheiders 1 gemäß den Figuren la und lb liegt eine vorteilhafte, integrale Konstruktion des Grundkörpers zugrunde. Auf vorteilhafte Weise ist die in den Figuren la und lb gezeigte Struktur somit in einem einzelnen Verfahrensschritt herstellbar.
In Fig. 2a ist eine rückseitige Ansicht der Hohlwelle 30 mit Stirnrad 20 und dem daran befestigten Grundkörper 10 dargestellt. Das Stirnrad 20 ist gemäß Fig. 2a mit insgesamt acht Aussparungen 21 ausgestaltet. Bevorzugter Weise sind das Stirnrad 20 und der Grundkörper 10 zumindest mit einer korrespondierenden Anordnung und Anzahl an Aussparungen 21 bzw. Befestigungselementen 14 vorgesehen. Die Befestigungselemente 14, in der Form als Schnapphaken 14, ragen gemäß Fig. 2a durch die Aussparungen 21 des Stirnrads 20 hindurch. In der Folge wird anhand der Schnapphaken 14 und der Aussparungen 21 eine zumindest kraftschlüssige oder formschlüssige Verbindung zwischen dem Stirnrad 20 und dem Grundkörper 10 hergestellt. Bevorzugter Weise stellt diese lösbare Verbindung zwischen Grundkörper 10 und Stirnrad 20 eine Verspannung der beiden Komponenten miteinander dar.
In Fig. 2b eine Schnittansicht des Zentrifugal-Ölabscheiders 1, insbesondere des Grundkörpers 10 nach Fig. la, in Verbindung mit dem Stirnrad 20 der Hohlwelle 30 dargestellt.
Gemäß Fig. 2b ragen die Schnapphaken 14 durch die Aussparungen 21 des Stirnrads 20 hindurch und verspannen den Grundkörper 10 an einer entgegen gerichteten Oberfläche bzw. Stirnwand 22 des Stirnrads 20. Die Stirnwand 22 ist in Fig. 2b gegenüber einem äußeren Rand des Stirnrads 20 zurückversetzt bzw. abgesenkt ausgebildet. Insbesondere werden anhand dieser lösbaren Verbindung die Leitgeometrien 12 und die Zentrierelemente 13 mit dem Stirnrad 20 bzw. der Innenfläche der zentralen Öffnung des Stirnrads 20 in Kontakt gebracht. Auf diese Weise werden die längsseitig offen auf dem Grundkörper ausgestalteten Fluidkanäle 11 geschlossen. In Verbindung mit dem Stirnrad 20 werden durch die Fluidkanäle 11 gemäß Fig. 2b längsseitig geschlossene Flusswege ausgestaltet. Bevorzugter Weise erfolgt anhand der Schnapphaken 14 eine Verpressung der abgerundeten Oberseiten der Leitgeometrien 12 mit der gegenüberliegenden Stirnwand 22 des Stirnrads 20.
Die Zentrierelemente 13 führen zu einer koaxialen Ausrichtung des Grundkörpers 10 gegenüber dem Stirnrad 20 der Hohlwelle 30. Die Zentrierelemente 13 greifen in die zentrale Öffnung des Stirnrads 20 ein, wobei sich die Grundseiten der dreieckförmigen Zentrierelemente 13 gegen den Innendurchmesser der zentralen Öffnung des Stirnrads 20 abstützen. Somit wird eine koaxiale Ausrichtung der Komponenten zueinander bewirkt. Gemäß Fig. 2b greifen die Zentrierelemente 13 ausschließlich in die zentrale Öffnung des Stirnrads 20 ein und enden
gegenüberliegend der Endseite der Hohlwelle 30. Alternativ kann im Sinne der vorliegenden Erfindung selbstverständlich auch ein Eingriff der Zentrierelemente 13 in die Hohlwelle oder die zentrale Öffnung des Stirnrads 20 zur koaxialen Ausrichtung der Komponenten vorgesehen sein.
Des Weiteren kann dem Querschnitt in Fig. 2b die zentrale Absenkung des scheibenförmigen Grundkörpers 10 entnommen werden, wobei die Leitgeometrien 12 an ihrer Oberseite ein konstantes Höhenniveau aufweisen. Insbesondere ist dies essentiell, um im verspannten Kontakt mit dem Stirnrad 20 die Fluidkanäle 11 zu abgeschlossenen Flusswegen auszubilden. Darüber hinaus ist der Fig. 2b entnehmbar, dass der scheibenförmige Grundkörper 10 innerhalb des zentralen Absenkungsbereiches mit dem zentralen Hohlraum 15 zum Mittelpunkt hin in eine aufsteigende Spitze mündet. Insbesondere erstreckt sich die ansteigende Spitze im Mittelpunkt des Grundkörpers 10 in die Höhenrichtung der Leitgeometrien 12. Somit wird das wenigstens teilweise gereinigte Gas beim Einströmen in den zentralen Hohlraum 15 in Richtung der Hohlwelle 30 bzw. der zentralen Öffnung des Stirnrads 20 umgelenkt. In der Folge kann das gereinigte Gas zur weiteren Verwendung durch die Hohlwelle 30 geführt werden.
Fig. 3a zeigt eine isometrische Ansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels des Zentrifugal-Ölabscheiders 1, insbesondere des Grundkörpers 10. Des Weiteren zeigt Fig. 3b eine Draufsicht des Zentrifugal-Ölabscheiders 1, insbesondere des einstückigen Grundkörpers 10, gemäß Fig. 3a. Gegenüber der ersten
Ausführungsform nach Fig. la weist dieses zweite Ausführungsbeispiel
insbesondere anhand von Öffnungen 16 durchbrochene Leitgeometrien 12 auf.
Die Leitgeometrien 12 sind in ihrem Längsverlauf anhand jeweils einer Öffnung 16 durchbrochen. Die Öffnung 16 verläuft jeweils zwischen den äußeren und zentralen Enden der Leitgeometrien 12. Vorzugsweise verläuft der Durchbruch bzw. verlaufen die Öffnungen 16 mittig zwischen den äußeren und den zentralen Enden der Leitgeometrien 12. Wie insbesondere aus Fig. 3b ersichtlich ist, liegt in dieser zweiten Ausführungsform ein sich in Umfangsrichtung erstreckender Durchbruch bzw. sich erstreckende Öffnungen 16 mittig der Leitgeometrien 12 vor.
Diese zweite Ausführungsform ist in Fig. 4 in Form einer rückseitigen Ansicht der Hohlwelle (ohne Stirnrad) mit dem Zentrifugal-Ölabscheider 1 gemäß Fig. 3a gezeigt. Innerhalb der Öffnungen 16 der Leitgeometrien 12 ist gemäß Fig. 4 ein Einlegematerial 40, insbesondere ein poröses Einlegematerial 40, vorgesehen. Dieses Einlegematerial 40 ist als einstückiger Ring ausgestaltet. Auf vorteilhafte Weise kann anhand dieses porösen Einlegematerials 40 eine Reduktion, z. B. eines Ölpartikeleintrags in das zu erzeugende Reingas, erzielt werden. Insbesondere kann hierzu als poröses Einlegematerial 40 z. B. ein Vliesstoff oder dergleichen vorgesehen sein. Im Ergebnis wird anhand des Einlegematerials 40 die Effizienz des Zentrifugal-Olabscheiders 1 erhöht und es ist ein verbesserter Reinigungsgrad des herzustellenden Reingases erzielbar.
Bezugszeichenliste
I Zentrifugal-Ölabscheider
10 Grundkörper
I I Fluidkanal
12 Leitgeometrie
13 Zentrierelement
14 Befestigungselement
15 zentraler Hohlraum
16 Öffnungen
20 Stirnrad
21 Aussparung
22 Stirnwand (des Stirnrads)
30 Hohlwelle
40 Einlegematerial

Claims

Ansprüche
1. Zentrifugal-Ölabscheider (1) zur Montage auf einem Stirnrad (20) einer Hohlwelle (30), mit einem scheibenförmigen Grundkörper (10) und
Leitgeometrien (12) zur Bildung wenigstens eines Fluidkanals (11), der sich zumindest abschnittsweise in radialer Richtung des Grundkörpers (10) erstreckt und in einen zentralen Hohlraum (15) mündet, wobei eine erste Längsseite des Fluidkanals (11) durch den Grundkörper (10) begrenzt ist, dad u rch geken nzeich net, dass
der Fluidkanal (11) auf einer zweiten Längsseite, die sich gegenüber der ersten Längsseite erstreckt, offen ist.
2. Zentrifugal-Ölabscheider (1) nach Anspruch 1,
dad u rch geken nzeich net, dass
der zentrale Hohlraum (15) und der wenigstens eine Fluidkanal (11) an derselben Seite offen ausgestaltet sind.
3. Zentrifugal-Ölabscheider (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dad u rch geken nzeich net, dass
eine Mehrzahl an Fluidkanälen (11) zum zentralen Hohlraum (15) hin verjüngend ausgestaltet sind.
4. Zentrifugal-Ölabscheider (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dad u rch geken nzeich net, dass
die Leitgeometrien (12) in radialer Richtung jeweils eine wenigstens abschnittsweise gekrümmte Form aufweisen.
5. Zentrifugal-Ölabscheider (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dad u rch geken nzeich net, dass
an einem zentralen, dem Hohlraum zugewandten Ende wenigstens einer Leitgeometrie (12) ein Zentrierelement (13) zum Eingriff in eine zentrale Öffnung des Stirnrads (20) oder der Hohlwelle (30) angeordnet ist.
6. Zentrifugal-Ölabscheider (1) nach Anspruch 5,
dad u rch geken nzeich net, dass
das wenigstens eine Zentrierelement (13) mit wenigstens einer der
Leitgeometrien (12) einstückig ausgebildet ist. 2
7. Zentrifugal-Olabscheider (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dad u rch geken nzeich net, dass
der Zentrifugal-Olabscheider (1) derart mit dem Stirnrad (20) der Hohlwelle (30) verbindbar ist, dass die Leitgeometrien (12) an dem Stirnrad (20) verpressbar und die Fluidkanäle (11) längsseitig fluiddicht abschließbar sind.
8. Zentrifugal-Olabscheider (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dad u rch geken nzeich net, dass
der Grundkörper (10) in einem radialen Außenbereich wenigstens ein
Befestigungselement (14) zur Herstellung einer lösbaren Verbindung mit dem Stirnrad (20) der Hohlwelle (30) aufweist.
9. Zentrifugal-Olabscheider (1) nach Anspruch 8,
dad u rch geken nzeich net, dass
das wenigstens eine Befestigungselement (14) als ein Schnapphaken zum zumindest kraftschlüssigen oder formschlüssigen Eingriff in wenigstens eine Aussparung (21) des Stirnrads (20) ausgestaltet ist.
10. Zentrifugal-Olabscheider (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dad u rch geken nzeich net, dass
der Zentrifugal-Olabscheider einstückig ausgebildet ist.
11. Zentrifugal-Olabscheider (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dad u rch geken nzeich net, dass
in den Fluidkanälen (11) jeweils wenigstens teilweise ein poröses
Einlegematerial (40) anordbar ist.
12. Zentrifugal-Olabscheider (1) nach Anspruch 11,
dad u rch geken nzeich net, dass
sich das Einlegematerial (40) einteilig durch Öffnungen (16) der
Leitgeometrien (12) in die Fluidkanäle (11) hinein erstreckt.
13. Hohlwelle (30) mit einem Stirnrad (20) und einem Zentrifugal-Olabscheider (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
14. Hohlwelle (30) nach Anspruch 13,
dad u rch geken nzeich net, dass 3 das wenigstens eine Zentrierelement (13) des Zentrifugal-Olabscheiders (1) in die zentrale Öffnung des Stirnrads (20) oder der Hohlwelle (30) eingreift.
15. Hohlwelle (30) nach Anspruch 13 oder 14,
dad u rch geken nzeich net, dass
der Zentrifugal-Ölabscheider (1) derart an einer Stirnwand (22) des
Stirnrads (20) angeordnet ist, dass die Leitgeometrien (12) an der Stirnwand (20) verpresst und die Fluidkanäle (11) des Zentrifugal-Olabscheiders (1) längsseitig fluiddicht abgeschlossen sind.
16. Hohlwelle (30) nach einem der Ansprüche 13 bis 15,
dad u rch geken nzeich net, dass
das wenigstens eine Befestigungselement (14) des Zentrifugal-Olabscheiders zumindest kraftschlüssig oder formschlüssig in die wenigstens eine
Aussparung (21) des Stirnrads (20) eingreift.
17. Verbrennungsmotor mit einem Zentrifugal-Ölabscheider (1) oder einer
Hohlwelle (30) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
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