用于清洁内燃机润滑油的自由喷射离心器的制作方法

文档序号:5069312阅读:343来源:国知局
专利名称:用于清洁内燃机润滑油的自由喷射离心器的制作方法
技术领域
本发明涉及一种用于清洁内燃机润滑油的自由喷射离心器,它具有一个通过一个可取下的封罩封闭的外壳,具有一个可旋转地设置在外壳中的转子,并具有用于输入要被清洁的、处于压力下的润滑油的通道和用于排出已清洁的无压力的润滑油的通道,其中所述转子两体式地构成,即,包括一个具有至少一个反冲喷嘴的驱动部件和一个具有一个污物收集区的污物捕集部件,其中驱动部件可以由一个第一润滑油分流通流,并且污物捕集部件可以由一个第二润滑油分流通流,其中驱动部件和污物捕集部件构造有形状配合连接地相互共同作用的转矩传递机构,它们通过将污物捕集部件轴向套接到驱动部件上啮合,并且通过将污物捕集部件从驱动部件中轴向引出来脱离啮合,其中为了清除或清洁可以使污物捕集部件与驱动部件分离,并且其中在离心器中设置或安置机构,它们在离心器运行中用于防止或限制污物捕集部件相对于驱动部件的轴向运动性,并且它们在取下封罩时失效或可以松开。
由DE 200 10 612 U1公开了第一种自由喷射离心器。在这种离心器中,转子外壳由两个部件组成,它们可松开地相互连接,其中驱动部件具有第一连接机构,而污物捕集部件具有相应的第二连接机构。在具体的实施方式中这些连接机构由快卡锁构成,它可以通过转子的两个部件的有限旋转相互啮合或脱离啮合。
对于这种已知的自由喷射离心器已经证实存在缺陷,为了使转子的污物捕集部件与转子的驱动部件分离,必须首先将整个转子从自由喷射离心器的外壳中取出来,然后必须在施加一定转矩的条件下将转子的两个部件相对旋转,这需要用于松开快卡锁。因为该自由喷射离心器的转子在其运行中也在其外表面上通过喷油器润滑,经常难以手动地施加用于解除和建立两个转子部件之间连接所需的转矩。这就需要尤其在使两个转子部件相互分离之前首先必须清洁转子外表面上粘附的油,以便能够施加用于松开快卡锁所需的转矩。作为替代方案也可以设想使用工具,但是为此一方面必须使两个转子部件配有适合于每个工具的安置面,并且另一方面必须准备适合的专用工具,它们可以与两个转子部件中的每个部件嵌合。在各种情况下,如果要使转子分成其两个部件,这在自由喷射离心器每次保养时是必要的,都导致一个费时且繁琐的转子操作。此外被视为缺陷的是,在这里需要一个坚固的且抗压的转子,因为在转子内部存在要被清洁的润滑油的全部液压压力,因为所有通过离心器导入的油流首先通流转子内部,然后输入到驱动部件中的反冲喷嘴。
由DE 43 11 906 A1公开了一种用于使内燃机曲轴箱排气的装置,其中该装置包括一个用于使一起导入到曲轴箱气体中的油颗粒的分离机构,它与一个导引到进气系统的排气管连接。在此作为分离机构使用一个用于清洁内燃机润滑油的油离心器。该油离心器的转子由两个部件组成,它们在离心器运行中密封地相互连接。关于两个转子部件相互间的可分离性在上述文献中没有描述,因此由此推断,所述转子部件虽然说由单个部件制成,但是接下去永久地连接。而且在这个文献中也没有公开污物捕集部件与沉淀在其中的污物的独立可清除性。对于这种离心器,转子也处于要被清洁的润滑油的液压压力下,其中这个液压压力有针对性的用于使转子在运行中从其下轴承中抬起,并且相对于一个设置在转子顶面和离心器外壳盖底面上的轴向轴承顶压。由此该转子必须坚固且抗压地构成。
由DE 1 012 776 B公开了另一种自由喷射离心器,其中该转子两体式地构成。在这种已知的实施方式中转子的两个部件径向下面和外面具有一个搭接部位,在该搭接部位它们通过多个螺纹件密封且可松开地相互连接。由此尽管只有转子的污物捕集部件能够实现一个分开的清除或清洁,但是由于必须逐个松开连接螺纹件将转子拆成污物捕集部件和驱动部件,因而是烦琐且费时的,接下去将它们组装同样是烦琐且费时的。此外在这里也需要一个坚固且抗压的转子,因为在转子内部存在要被清洁润滑油的全部液压压力,因为在这里润滑油也首先通流转子内部,然后才输入到驱动部件中的反冲喷嘴。
由WO 98/46 361 A1公开了一种用于自由喷射离心器的转子,它具有至少一个导向部件,该导向部件从转子内部空间的一个内壁延伸到外壁。通过这个导向部件或者多个这样的导向部件使转子这样增强,使得存在这样的可能性,使得它由一种塑料制成。在这里按照一种所述的实施方式该转子由两个部件制成,它们相互连接成、在这里卡紧成完整的转子。在此这样构成该卡紧连接机构,使得在首次建立连接以后不再能够无损坏地分开这两个转子部件,因为整个转子由于其由塑料制成变得这样地低廉,使得它没有成本缺陷地在其使用后可以整个地被处理掉。对于这种已知的转子在其内部在运行中也存在全部的液压润滑油压力,因为润滑油首先通流转子内部空间,接着输入到用于驱动转子的反冲喷嘴。由此在这里转子也需要一种坚固的结构,用于实现所需的抗压性。
在DE 1 105 351 B中公开了一种自由喷射离心器,它与常见的装置不同具有特殊性,即具有反冲喷嘴的驱动部件构成转子的一个上部部件,并且转子的污物捕集部件构成其下部部件。两个转子部件通过多个连接螺纹件密封地且可松开地相互连接。在这里也存在缺陷,为了拆开转子必须首先将这个转子完整地从外壳中拆出来,然后在使污物捕集部件可以与驱动部件分离前,必须旋松多个螺纹件。该装配需要相对较高的花费,由此不能实现该离心器简单且迅速的维护。此外在这里也必须使转子坚固且抗压地构成,因为转子处于满润滑油压力下,因为在这里润滑油也首先通流转子内部空间,接着通流反冲喷嘴。
WO 00/23 194 A1示出一种离心器,它具有一个两体式的转子。该转子的两个部件或者可以相互螺纹连接,由此可以保持一种以后的分离,或者使它们永久地相互粘接或焊接。在可分离的实施方式中转子的分离用于装入转子嵌入件并且在以后在一定的运行时间以后用于必要的检修和更换该转子嵌入件。在这种已知的离心器中,驱动装置在空间上与转子间隔地设置并且或者由一个涡轮机或者由一个电机组成。两种驱动装置与转子上的反冲喷嘴相比都是非常费事的并且不仅具有较高的制造成本而且对于离心器导致一个较大的安装空间。这一点与一个通常所追求的紧凑结构形式和成本经济的可制造性相矛盾。
由较早的未预公开的DE 10 2004 005 920 A1给出一种用作离心器的部件的转子结构组件,用于从一种液体中分离颗粒形式的物质。所述转子结构组件包括一个收集室,它容纳一个颗粒分离装置,以及一个具有一个主涡轮机(Hero-Turbine)的驱动室。该驱动室可以与收集室组装到一起并且可以与其分离。驱动室与收集室之间的配合将每个通过主涡轮机引起的驱动室的旋转运动直接传递到用于颗粒分离的收集室。通过使驱动室可以与收集室分离,可以处理收集室与积累在其中的沉淀物。
对于这种已知的转子结构组件被视为缺陷的是,所述驱动室完全位于收集室的外部、在这里为下部。这使得除了两个设置在驱动室区域中的轴承以外在远离驱动室的、在这里是收集室的上端部上总是需要一个第三轴承,用于保证足够良好回转地支承收集室。这个第三轴承导致制造和装配费用增加,并且导致一个附加的重量。此外被视为不利的是,在每次取出和安装收集室时,上部的第三轴承承受机械应力,这对于其使用寿命是不利的。由此存在着第三轴承随着时间具有一个增加的磨损值的危险,这将使否则可以实现的转子转速降低。最后还被视为缺陷的是,在从离心器外壳中取出收集室时不能保证,使驱动室可靠地保留在离心器内部。而是可能无意地使得在取出收集室时也携带驱动室,由此使驱动室的两个轴承以不期望的方式机械承载。在这里轴承的每个损伤也导致增加轴承磨损并且在给定的驱动功率下导致转子可实现转速的降低。

发明内容
因此本发明的目的是,提供一种上述形式的自由喷射离心器,它避免上述的缺陷,并且尤其实现一种轻便且紧凑的结构形式,保证以高转速持久地轻松回转,能够方便地分别取出和处理转子的污物捕集部件并且能够迅速和方便地进行所需的维修工作。在此要实现一种高效率、一种高的运行可靠性和一种经济地加工。
按照本发明这个目的通过一种上述形式的自由喷射离心器得以实现,其特征是-所述驱动部件从下向上延伸到污物捕集部件中或者透穿这个污物捕集部件延伸,-所述驱动部件包括所有用于可旋转支承转子的部件,并且-所述驱动部件防止在打开封罩时轴向引出地支承。
本发明提供了一种自由喷射离心器,它一方面以一种紧凑且相对较轻的结构形式具有一种简单且因此经济的结构,并且另一方面在运行中是可靠的,并且能够迅速且方便地维修,其中可以只从外壳中取出污物捕集部件以及沉淀在其中的污物。因为对于内燃机要进行一种定期的维护,通常是换油和更换油过滤器,因此适宜这样设计离心器,使得其转子的污物捕集部件具有一个污物容纳量,它设计成足以满足一个规定的维护时间间隔。按照本发明的自由喷射离心器的一个主要优点是,所述驱动部件作为使用寿命结构部件在其整个使用时间内可以保留在离心器里面。由此在维护离心器时避免不必要地更换驱动部件,由此节省成本。因为所述驱动部件包括所有用于旋转支承转子所需的部件、即尤其是对其所需的轴承,在更换污物捕集部件时不用分开并再组装轴承,这有利于轴承的品质和使用寿命,并持久地保证一个高的转子转速。通过使驱动部件从下向上延伸到污物捕集部件中、即延伸到其内部或穿过污物捕集部件延伸,可以使轴承在转子的轴向上有利地相互远离地间隔。由此在驱动部件的外部、例如在污物捕集部件的上端部上对于转子的旋转支承不需要一个附加的第三轴承,但还保证转子良好回转。在打开封罩时防止轴向引出的驱动部件的轴承可靠地避免不期望地与污物捕集部件一起引出驱动部件,并且由此可靠地负责使驱动部件总是保留在离心器里面,并且使轴承不受损伤。
此外按照本发明的自由喷射离心器具有这样的特性,所述驱动部件和污物捕集部件分别由一个自身的润滑油分流通流。由此能够在离心器运行中只需使驱动部件处于全部的、由输送润滑油的泵产生的用于清洁润滑油的液压压力下,而转子内部空间不再承载要被清洁的润滑油的液压压力。这一点例如可以由此简单地实现,使一个将要被清洁的润滑油输送到转子内部的油通道具有一个横截面缩小部分,在其上所输送的要被清洁的润滑油的液压压力在进入转子内部之前向下节流。通过这种方式使转子只需承受由于其旋转产生的、通过离心力引起的力,由此明显减轻转子的负荷。这一点允许使用更简单且/或更少的密封件和较低强度的材料或者减小转子的壁厚。
为了能够一方面使两个转子部件尽可能简单地相互分开并且相互连接,同时为了保证使污物捕集部件无滑差地与驱动单元同步旋转还规定,所述驱动部件和污物捕集部件构造有相互形状配合连接共同作用的转矩传递机构,它们通过简单的轴向套接和轴向引开啮合和脱离啮合。由此为了使污物捕集部件与驱动部件连接或者使这些部件相互分开只需在一个方向、即轴向的简单运动就足够了。在这里无需在施加一个转矩条件下的旋转运动、如例如对于一个快卡锁所需的那样,或者无需松开并设置多个单个的螺纹件。
为了保证所述污物捕集部件在轴向套接后保留其相对于驱动部件的位置,在离心器中设有或安置机构,它们在离心器运行中用于防止或限制污物捕集部件相对于驱动部件的轴向运动性。同时使这些机构这样构成,使得它们在取下封罩时无效或松开。通过这种方式保证在自由喷射离心器运行中所述污物捕集部件保持其相对于驱动部件的规定位置,由此保证在转子两个部件之间所需的密封性并且将所需的驱动转矩从驱动部件传递到污物捕集部件。
在按照本发明的自由喷射离心器的另一结构方案中,所述驱动部件包括一个中心的、构成一个润滑油通道的管体和至少一个从管体径向向外延伸的喷嘴支承体,它具有至少一个导引到反冲喷嘴的油分支通道。通过这种方式实现驱动部件的一种有利的结构方案,其中所述管体适宜地用于支承转子并用于使油导引到转子内部空间,并且使喷嘴支承体用于固定喷嘴并且用于将处于压力下的油输送到喷嘴。优选使喷嘴支承体位于管体下面;作为替代方案,也可以将喷嘴支承体在上面设置在管体上。
在所述自由喷射离心器的上述结构的另一改进方案中,所述喷嘴支承体具有双层底部的形状,在其中间空间中构成油分支通道。在这种结构中,在喷嘴支承体的两个底部之间的中间空间用于将处于压力下的油导引到喷嘴,其中两个底部当然相应抗压地构成。
作为一种替代方案提出,所述喷嘴支承体具有圆盘的形状,在其中构成油分支通道。一个圆盘是一个几何形状有利的简单结构部件,它可以容易地足够抗压地构成。
在另一种替代方案中,所述喷嘴支承体以一个或多个管形臂的形式构成,其中分别穿过每个臂延伸一个油分支通道。所述喷嘴支承体在离心器的这种实施方式中具有一种特别简单且需要微小空间的形状,尤其是当只有一个或两个臂分别配有一个反冲喷嘴的时候,这通常是完全足够的。在此在圆周方向上看去在管形臂的旁边或者在管形臂之间保留的空间可以有利地用于离心器的转子。这一点对于给定的用于离心器的安装空间能够实现一个较大的转子内部空间体积。
所述转子的可旋转支承可以不同地实现。在关于这种支承的一种第一实施方式中提出,所述转子支承在一个构成外壳一部分的、刚性或铰接地固定在其余外壳上的轴上,它穿过转子并且它通过其上端部可松开地支承并定心在已安置的封罩里面。这种解决方案是一种特别稳定且能承载的结构。在这里在正常情况下轴可以作为使用寿命结构部件保留在离心器里面。
也可以作为替代方案使所述转子支承在一个构成外壳的一个刚性部分的轴上,该轴伸进转子并且通过其上端部与已安置的封罩间隔地终结。在此所述轴在转子里面已经终结或者超出这个转子才终结。所述转子和/或封罩在这里可以更简单地构成。所述轴在这里也可以在正常情况下作为使用寿命结构部件保留在离心器里面。
所述转子支承的一种第三变型方案提出,所述转子在下部和上部分别通过一个轴颈支承,其中所述轴颈是转子的部件或者是外壳和其封罩的部件。在这里有利地使转子内部没有支承机构。
为了少摩擦地支承转子,可以如同公知地那样使用滑动轴承和/或滚动轴承。
所述污物捕集部件可以以不同的形式和方式构成。一种第一结构方案规定,所述污物捕集部件通过一个在轴向下部和轴向上部分别完全或局部敞开的、具有一个径向外圆周壁的空心体构成,其中在轴向下部,所述喷嘴支承体在转子的组装状态构成一个向下至少部分限制转子内部空间的底部,并且其中在轴向上部所述空心体通过一个独立的、固定或可松开地安置的污物捕集部件封罩封闭。
在作为替代方案的一种第二结构方案中,所述污物捕集部件通过一个杯形的、轴向上部敞开的、具有一个径向外圆周壁的空心体构成,其中在轴向上部,该空心体通过一个独立的、固定或可松开安置的污物捕集部件封罩封闭。
在作为另一种替代方案的第三结构方案中,所述污物捕集部件通过一个钟罩形的、轴向下部完全或局部敞开的、具有一个径向外圆周壁的空心体构成,其中在轴向下部所述喷嘴支承体在转子的组装状态构成一个向下至少部分限制转子内部空间的底部。
一种第四结构方案是,所述污物捕集部件通过一个罐形的、在轴向下部和轴向上部封闭的、具有一个径向外圆周壁的空心体构成。
在污物捕集部件的上述四种结构方案的每种结构方案中可以使所述构成污物捕集部件的空心体附加地具有一个径向内部的管形壁,它尤其用于加强污物捕集部件。
所述转矩传递机构可以设置在转子的不同位置上。在一种优选的实施方式中,所述转子的驱动部件和污物捕集部件的共同起作用的转矩传递机构设置在其径向内部的轴向上部部位里面。所述转矩传递机构的这种结构的优点特别在于,所述转矩传递机构对于维修人员在将污物捕集部件安置到驱动部件上时是可以看到的,这有助于非常方便地进行装配并且避免装配失误。
也可以作为上述实施方式的替代方案或附加方案将所述转子的驱动部件和污物捕集部件的共同起作用的转矩传递机构设置在其轴向下部部位里面。所述转矩传递机构的这种布置不仅可以用于轴向下部敞开的污物捕集部件实施方式中,而且可以用于轴向下部封闭的污物捕集部件实施方式中。当对于这种实施方式所述转矩传递机构位于经向外部的时候,在这里在传递一个给定的转矩的时候产生一个较小的沿驱动部件和污物捕集部件圆周方向作用的力,这能够实现一种更轻的转矩传递机构实施方式。
对于具有臂体的驱动部件的实施方式,所述污物捕集部件底部具有一个轴向搭接驱动部件臂的、与这个臂共同起作用的、构成转子的驱动部件和污物捕集部件的转矩传递机构的轮廓。在这里所述驱动部件有利地无需独立的转矩传递机构并且在污物捕集部件上可以使那里的转矩传递机构非常简单地构成。
作为补充还可以使所述污物捕集部件的底面轮廓附加地由与驱动部件的臂轴向可啮合和脱离啮合的定位连接构成。由此可以通过简单方式使污物捕集部件在驱动部件上足以防止轴向滑移。
为了使位于转子内部的、要被清洁的油尽可能有效地置于旋转,当转子置于旋转时还规定,所述污物捕集部件在其内部具有径向或基本径向延伸的导向和加强壁。此外由此能够实现污物捕集部件的机械加固,这对于污物捕集部件允许使用更轻或薄壁的材料和/或以更高的转速运行。
在所述自由喷射离心器的上述的最后一种实施方式的一种改进方案中,所述导向和加强壁的径向内部端部构成转矩传递机构的一个污物捕集部件端的部件,并且所述转子的驱动部件和污物捕集部件的共同起作用的转矩传递机构在管体轴向长度的至少一部分上延伸地设置在转子径向内部部位里面。在这种实施方式中使导向和加强壁获得另一功能,这是一种有利的高功能集成度。
与转矩传递机构在离心器转子上的位置无关地优选规定,所述驱动部件和污物捕集部件的共同起作用的转矩传递机构通过可轴向拼接和分离的多棱轮廓或齿形或波浪形或槽-榫结构构成,分别在径向上看去没有或具有壁凹。所有给出的转矩传递机构的实施方式通过污物捕集部件相对于驱动部件的一种简单的轴向运动啮合和脱离啮合,其中在啮合状态所述转矩传递机构将由驱动部件产生的转矩可靠地传递到污物捕集部件上。对于转矩传递机构的具有壁凹的槽-榫实施方式该转矩传递机构还可以同时承受径向作用的力。例如可以使上述的具有驱动部件中心管体的导向和加强壁同样通过轴向合并这样连接,使得径向作用力可以由导向和加强壁传导到中心管体。在这种实施方式中得到一种特别稳定且可承载的轻重量转子。
为了使维修人员的工作在装配转子时尽可能地简化,并且为了尽可能避免装配失误还建议,所述驱动部件和污物捕集部件的共同起作用的转矩传递机构通过进入斜面和/或进入尖端自定位地构成。
为了实现污物捕集部件的一种尽可能经济的可加工性优选规定,所述构成转子的污物捕集部件的空心体是一种一体式的塑料注塑件。
作为替代方案,所述构成转子的污物捕集部件的空心体是一个由两个塑料注塑件拼接、最好焊接的结构部件。尽管两体式的结构在加工中略微费事,但是能够实现更复杂的污物捕集部件的造型。
为了使转子的驱动部件和污物捕集部件在其插接到一起的状态相互间足够地防止漏油地密封还优选地规定,分别在转子的驱动部件与污物捕集部件之间的接触部位设置至少一个独立安置或一体式成形的密封件。
与上述的自由喷射离心器的结构方案无关地对于这种自由喷射离心器优选地规定,为了产生两个润滑油分流,将输入到离心器中的润滑油流在离心器中分成两个按照流量给定的、最好通过两个确定的节流位置导引的分流,其中一个分流在压力下输入到驱动部件和其反冲喷嘴,而另一分流通过至少一个入口无压力地输入到污物捕集部件。通过使所输送的油流分配在离心器内部,避免在离心器外部用于分配和按照流量调整油流的机构。这也有利于紧凑的离心器结构形式。此外通过按照流量谐调地将油流分配成分流有针对性地确定两个分流的流量比例。由此一方面可以影响产生转子驱动部分的转子驱动功率。另一方面存在着以所期望的方式影响油在转子内部的滞留时间的可能性。由此可以通过简单的方式确定对于自由喷射离心器运行重要的参数,并且也可以在必要时在结构上变化。
在此优选将所述两个节流位置设置在离心器的驱动部件里面。其特殊的优点是,在无意的缺少污物捕集部件时对于内燃机的润滑不会产生功能故障。完全保持润滑油压力,因为在污物捕集部件中没有压力降。
最好还使所述两个节流位置中的一个节流位置通过驱动部件的一个上部轴承以一个确定缝隙尺寸构成,其中通过该节流位置可以将润滑油分流输入到污物捕集部件。在这里无需一个独立的用于节流位置的结构部件;同时保证了良好的轴承润滑。此外在这里通过两个相互间相对旋转的轴承部件有利地对节流位置产生一个自清洁效应,由此使这个节流位置对于污物是不敏感的。
在此在另一结构方案中优选地规定,所述输入到驱动部件的分流按照流量大于输入到污物捕集部件的分流。通过这种优选的分配保证离心器转子的快速起动和高转速,其中同时保证通流转子内部和其污物捕集部件的分流的长滞留时间。具有一个迅速转速升高的快速起动由此实现,即在转子起动前,这个转子首先还不含有油,并因此更容易起动。然后当向离心器输送油的时候,油的较大的分流立刻到达驱动喷嘴,并快速地使轻的转子加速,而污物捕集腔才延迟地充满。这种结构方案有助于离心器在从要被清洁的润滑油中分离小的污物颗粒、尤其是碳黑方面的良好有效性。
为了在离心器内部获得一个在润滑油输送方面尽可能简单的结构,所述自由喷射离心器的一种优选结构方案规定,所述润滑油到离心器的输送不仅对于驱动部件、而且对于污物捕集部件都轴向从下部通过轴或下部的轴颈实现。如同公知的那样,润滑油到轴或到轴颈的输送可以例如通过离心器基座或另一结构部件实现,它例如是一个油过滤器装置的部件。
作为替代方案,所述润滑油到离心器的输送对于驱动部件轴向从下部通过轴或下部的轴颈实现,而对于污物捕集部件单独轴向从上部实现。通过这种附加的实施方式实现一种更大的结构自由度,这在自由喷射离心器的某些应用场合有助于一种更有利的解决方案。
对于上述的自由喷射离心器所有实施方式,在另一结构方案中优选地规定,所述润滑油分流对于污物捕集部件在轴向上部径向从内向外以一个环绕的面喷射或者多个分布在圆周方向上的单个喷射的形式通过至少一个相应成形的入口导入到污物捕集部件里面。这种结构方案负责使润滑油在污物捕集部件的圆周方向上看去均匀地分布地设置在这个污物捕集部件上。在此同时使润滑油尽可能远地径向向外传导,在那里离心力特别地有效。此外由此实现润滑油在轴向通过转子的尽可能长的通流路径,这同样促进通过转子中的离心力作用分离污物颗粒。
如果所述入口不负责润滑油分流在转子圆周方向上的所期望的均匀分布,则在轴向上部在污物捕集部件里面可以设置至少一个置入部件用于使流入的润滑油在污物捕集部件的圆周方向上均匀分布。
按照另一改进方案在轴向下部和径向内部在转子上设置至少一个横截面大于入口横截面的润滑油出口。在这里给出的出口结构方案负责使在转子中除了通过离心力产生的润滑油压力以外不产生液压润滑油压力。
还规定,在出口的径向外部在转子的底面上和/或在一个位于转子下面的离心器外壳部位的顶面上设置一个转向筋结构或一个屏蔽盘,它使来自出口的无压力润滑油分流强制到一个转向的、与转子并与每个反冲喷嘴产生的油射流分离的走向。由此保证,所述转子的驱动机构不受来自出口的油流干扰,并且不降低其有效性。所述转向筋结构和/或屏蔽盘在紧靠转子下面的部位中负责使从转子无压力排出的油流与从反冲喷嘴排出的油射流空间分离。由此持续地保证转子反冲喷嘴驱动机构的完全有效性。
此外如上所述,所述驱动部件防止向上拉出。这种固定具体地优选通过一个定位或卡紧或旋紧在轴上的固定件实现。可以快速且简单地安置这种固定件,并且它以高度的可靠性满足其所设想的功能。此外存在这种可能性,在可能发生的故障情况下如果必须期望清洁或更换这个转子,必要时可以将转子的驱动部件从离心器中取下来。
如同上面已经描述过的那样,所述转矩传递机构尽管将由驱动部件产生的转矩传递到污物捕集部件,但是有意识地这样设计它们,使得它们在轴向上易于合并和分离,其中为了防止或限制污物捕集部件相对于驱动部件的轴向运动性设有特殊机构。为了实现这种特殊机构,所述污物捕集部件轴向在顶面且封罩轴向在底面分别具有一个止挡面,它们相互间共同作用防止或限制在安置封罩时污物捕集部件相对于驱动部件的轴向运动性。这种结构方案的优点是,在取下封罩时取消轴向运动性的限制,然后可以没有其它干涉地将污物捕集部件轴向从通过取下封罩而敞开的离心器外壳中取出来。
作为上述实施方式的替代方案,一个在轴向上部与轴可松开连接的、径向向外突出于轴的止挡体在轴向底面并且污物捕集部件在轴向顶面分别具有一个止挡面,它们相互间共同作用防止或限制在离心器运行中污物捕集部件相对于驱动部件的轴向运动性。在这种实施方式中代替封罩具有一个独立的结构部件,即止挡体,止挡面,这能够实现封罩的一种更简单的结构方式,例如一种塑料封罩,它无需一个用于止挡面所需的金属嵌入件。
为了使必需的单个部件的数量保持较少有利地规定,所述固定件和止挡体合并成一个结构部件或合并在一个结构部件里面。
对于在运行中在轴向上向上作用于转子上的力在重要的圆周上产生的离心器实施方式,本发明优选地建议,在污物捕集部件的轴向顶面与封罩的轴向底面之间设置另一轴承,它防止或限制在安置封罩时污物捕集部件相对于驱动部件的轴向运动性,并且承受污物捕集部件的轴向向上的力,在此无需转子在运行中制动。
所述自由喷射离心器的另一特别维修友好的结构方案的特征是,所述污物捕集部件在轴向顶面并且封罩在轴向底面分别具有相互间可以啮合和脱离啮合的耦联机构、最好是定位机构,它们在安置封罩时相互间不接触,并且它们在取下封罩时在与驱动部件分离的条件下轴向向上带动污物捕集部件。在这种结构方案中,在取下离心器外壳封罩时同时带动污物捕集部件,这在维修离心器时得到一种特别简单的操作。为了安装一个新的污物捕集部件只需将旧的污物捕集部件与封罩分开,并且将新的、干净的污物捕集部件与封罩连接,最好定位。然后可以通过将封罩安置在离心器外壳上同时将污物捕集部件没有附加装配步骤地与所属的驱动部件重新连接成一个完整的转子。通过耦联机构不干扰所述转子在离心器运行中的旋转,因为它们这样构成并且这样设置在封罩和污物捕集部件上,使得两个部件的耦联机构在安置封罩时相互不接触。因此在离心器运行中不产生一个干扰的且引起磨损的耦联机构摩擦。只有在取下封罩时所述耦联机构才相互接触。
为了使现有的内燃机也能够随后配有一个按照本发明的离心器,本发明还提出,所述驱动部件和污物捕集部件在其与外壳共同作用的部件方面具有一种造型和尺寸,它们允许将驱动单元和污物捕集部件安装到现有的、目前配有一个传统的转子的离心器里面。由此以最低的费用有利地实现再配备。
在容易地清除通过污物颗粒加载的离心器污物捕集部件方面优选规定,所述污物捕集部件是无金属的,并且构成污物捕集部件的塑料是种类单一的、最好是一种可回收的塑料,并且可以无有害物质或少有害物质地燃烧。
在许多应用场合所述自由喷射离心器是一种清洁装置,它处于一个油辅流中;这一点例如在清洁内燃机润滑油时经常是这种情况。为了在一个附流中使用自由喷射离心器适宜地规定,在一个将润滑油输入到离心器的通道中设置一个最低压力起动阀,它只有在超过一个可预先给定的进入端油压以后才允许油输入。通过这种离心器结构保证,当在足够的圆周上并且以足够的压力提供油时,离心器才由油通流。由此对于内燃机保证,在润滑油分流通过离心器传导之前,实现内燃机所有润滑位置的润滑。
另一对于离心器特别紧凑的结构形式和对于其尽可能简单地初次装配有利的是,所述离心器是包括内燃机的至少另一附属设备、尤其是一个油过滤器和/或油冷却器的模块的一部分,它在建立必要的通流连接的条件下可法兰连接到内燃机上。
此外按照本发明对于使用按照本发明的自由喷射离心器作为润滑油离心器还规定,所述离心器在一个通到位于主流中的油过滤器的辅流中运行,并且通流离心器的辅流最多包括主流体积流的10%、最好5%。从主流中引出并通过离心器传导的辅流在这种结构方案中是这样的小,使得不对所属的内燃机润滑位置的润滑油供给产生影响。但是另一方面这个在体积上小的辅流足以用于在离心器内部有效地分离小的污物颗粒、尤其是碳黑,由此保证内燃机润滑油在两次换油维护之间的整个时间段中的更清洁的、少颗粒的状态。
按照本发明的离心器的另一结构方案的特征是,所述离心器为了可旋转地支承转子包括一个中心的轴,它至少在其长度的一部分上是空心的,并且构成油输入通道的一个截段,在这个截段中轴向滑移地设置一个最小压力阀的一个在关闭方向上预加载的阀体,该阀体从轴中伸出来,并且该阀体的一个密封头位于轴外部,并且一个与密封头共同作用的阀座在一个支承轴的离心器外壳部件上构成,所述油输入通道穿过该外壳部件延伸。
通过使最小压力阀的密封头位于轴外部,可以使用一个具有较小外径的轴。这一点允许使用具有相应较小直径的离心器转子的下部轴承,这有利于在这个下部轴承中实现微小的摩擦,并由此对于一个给定的驱动功率实现高的转子转速。同时最小压力阀在离心器内部不需要额外的结构空间,由此保证一种紧凑的结构形式。
上述离心器的另一结构方案规定,所述阀体多体式地由相互连接的单个部件、尤其是密封头、一个柄杆和一个导向端块组成。对于穿过轴的空心部分延伸的柄杆,一个较小的直径就足够了。对于其功能需要一个较大直径的密封头位于轴外部,因此不会由此影响轴直径的尺寸。通过多体式的阀体可以对于单个部件分别使用最适合的材料,由此可以通过简单的途径实现最小压力阀的最佳功能。
作为其替代方案,使所述阀体一体式地构成。通过这种结构方案尤其实现阀体的成本经济的可加工性。
所述自由喷射离心器的另一实施方式的特征是,所述驱动部件包括一个中心的管体,它在形成一个用于油输入的环通道的条件下间隔地包围一个中心轴,在该轴上可旋转地支承驱动部件,并且在驱动部件的一个上部轴承与污物捕集部件的一个油入口之间的环通道的一个上部端部部位中设置一个屏蔽环,它或者径向内部连接到轴上,或者径向外部连接到管体上。
通过屏蔽环保护所属的轴承免受不利的大油流,大油流可能导致轴承过热。但是同时保证上部轴承的足够润滑,因为该屏蔽环或者径向内部或者径向外部连接,由此在各个相互对置的侧面上还空出一个用于对轴承润滑足够的油量的油通道。在屏蔽环径向外部连接在管体上的实施方式中附加的优点是,构成一个位于径向外部的污物捕集角度,使污物颗粒远离屏蔽环上部的轴承。
所述自由喷射离心器的另一实施方式的特征是,所述离心器包括一个中心的空心轴,其空心的内部在一个第一轴向部位中构成油输入通道的一个截段,并且在一个第二轴向部位中构成一个油排出通道,在轴的空心内部中限制轴向滑移地设置一个最小压力阀的一个在关闭方向上预加载的、与一个阀座共同作用的第一阀体,在阀体中构成一个油通道,并且一个过压终止阀的一个在关闭方向上预加载的第二阀体与该油通道共同作用。
在这种实施方式中,所述自由喷射离心器具有一个阀单元,它以非常紧凑的结构形式包含一个最小压力阀和一个过压终止阀的功能。在此有利地只需两个活动的阀体,这有助于紧凑的结构形式和简单的装配以及得到可靠的功能。在此该结构形式有利地这样紧凑,使得整个阀装置可以安置在用于离心器转子的轴的空心内部,而轴不必具有特别大的外径。在此最小压力阀负责,当在离心器入口上存在一个确定的最小油压时,才实现一个通过离心器的油流。如果油压低于这个最小压力,则关闭最小压力阀,并且没有油流通过离心器。所述过压终止阀负责在一个太高的进入离心器的油压时,使至少一个油分流以一个短的通流路径通过一个卸载通道排出,该卸载通道在转子的驱动部件和污物捕集部件旁边导引,由此实现迅速的卸压。只要不达到使过压终止阀打开的压力,过压终止阀就保持关闭。最小压力阀的只有限轴向滑移的阀体在其打开状态负责,在这个状态同时关闭卸载通道。
在这种自由喷射离心器的另一结构方案中,所述第一阀体和第二阀体在其关闭方向上的预加载通过一个唯一的弹簧产生。这种实施方式得到一种特别简单且节省空间的结构形式。
作为替代方案使所述第一阀体和第二阀体在其关闭方向上的预加载各通过一个自身的弹簧产生。在这种实施方式中存在一个较大的作用力变化,它们作为预加载要作用于两个阀体上。
按照另一结构方案提出一种自由喷射离心器,其特征是,所述离心器包括一个中心的空心轴,其空心的内部在一个第一轴向部位中构成油输入通道的一个用于驱动部件和用于污物捕集部件的截段,并且在一个第二轴向部位中构成油输入通道的只用于污物捕集部件的一个截段,从而在轴的空心内部中限制轴向滑移地设置一个最小压力阀的一个在关闭方向上预加载的、与一个阀座共同作用的阀体,并且在阀体中构成一个具有确定横截面的油通道,其密封座端的开口位于径向外部,并且位于阀体的一个与密封座共同作用的密封轮廓下游。
在这种自由喷射离心器中有利地使阀体作为用于将输送到离心器的油流分成两个分流的机构,其中一个分流输送到具有反冲喷嘴的驱动部件,而另一分流输送到用于清洁的污物捕集部件。在此通过阀体的油流构成一个确定横截面,它传导一个到污物捕集部件的可预先给定的油体积流。
如果所述阀体位于其关闭位置,则它不仅完全截止到驱动部件的油分流,而且完全截止到污物捕集部件的油分流。由此防止在最小压力阀的关闭状态使一个油流通流离心器的污物捕集部件,并且在那里以可能的方式使污物颗粒流动并且排到已清洁的润滑油里面。
一种作为上述离心器的替代方案的实施方案提出一种离心器,其特征是,所述离心器包括一个中心的空心轴,其空心的内部在一个第一轴向部位中构成油输入通道的一个用于驱动部件和用于污物捕集部件的截段,并且在一个第二轴向部位中构成油输入通道的只用于污物捕集部件的一个截段,在轴的空心内部中限制轴向滑移地设置一个最小压力阀的一个在关闭方向上预加载的、与一个阀座共同作用的阀体,并且在阀体的外圆周与空心轴的内圆周之间构成一个具有确定横截面的油通道,其密封座端的开口位于径向外部,并且位于阀体的一个与密封座共同作用的密封轮廓下游。
通过该作为替代方案的解决方案实现与上述离心器相同的优点,其中差别仅仅是,现在输送到污物捕集部件的油分流在打开最小压力阀时通过一个在阀体外圆周与导引到阀体的空心轴的内圆周之间的确定环缝传导。如果所述阀体在这里位于其关闭位置,则它除了完全截止到驱动部件的油分流以外也截止到污物捕集部件的油分流。
另一按照本发明的自由喷射离心器的特征是,所述污物捕集部件的底部配有沿径向和圆周方向分布设置的断口,并且在断开的底部的下面与底部轴向间隔地并且在喷嘴上面设置一个封闭的屏蔽盘,它是驱动部件的一部分,或者在污物捕集部件中在由其封闭的底部的上部设置一个中间底部,它配有沿径向和圆周方向分布设置的断口。
对于这种自由喷射离心器能够使转子径向从外向内观察只在其径向外部部分中充满油,由此使转子包括位于其中的油的质量比一个实心的转子更小,这在给定的驱动功率时得到一个更高的转速。这个更高的转速负责通过离心力加速将污物颗粒从润滑油中分离。如果在转子内部的径向外部部位中沉淀的污物颗粒团这样多地径向向内增长,使得它覆盖断口的一个径向最外边的突缘,润滑油通过径向向内的最近的断口突缘排出,其中又能够使只有一个有限的油量包含在转子里面,但是随着生长的污物颗粒团的增加该优越性逐渐变小。
上述自由喷射离心器的一种改进方案规定,所述配有断口的底部或中间底部是孔板或筛板。
附加地可以在底部或中间底部上敷设一个能够通流油的覆盖其断口的材料层,最好是由毛毡或织物制成的材料层。这个材料层尽管能够通流润滑油,但是防止通过较大的污物颗粒部分或者污物颗粒团部分。
另一自由喷射离心器的特征是,在污物捕集部件的一个纯油出口的径向外部在一个位于转子下面的离心器外壳部件的顶面上叠置地设置两个屏蔽盘,其中来自纯油出口的无压力的润滑油分流在下面的屏蔽盘与位于其下面的离心器外壳部件之间流出,并且其中由驱动部件的反冲喷嘴排出的快速通流的润滑油分流通过下面的屏蔽盘与上面的屏蔽盘之间的中间空间排出。
在这种离心器中,由反冲喷嘴排出的油分流和来自污物捕集部件的油分流相互保持分开,并且以高速从喷嘴排出的油流远离旋转转子的外圆周,由此避免通过所排出的润滑油使转子不期望的制动。
另一自由喷射离心器的特征是,一个中心的、用于可旋转地支承转子的轴与一个位于转子下面的离心器外壳部件一体式地构成。
对于这种离心器避免用于使轴与离心器外壳部件连接的各装配费用,这有助于对于离心器的更有利的制造成本。由于一体式的实施方式还不会导致轴与支承这个轴的离心器外壳部件松开,例如在一种插接或螺纹连接时在不利的情况下可能出现的那样。
另一自由喷射离心器的特征是,在外部在一个中心的、用于可旋转地支承转子的轴上安置至少一个轴承套,它由一种材料制成,该材料与转子中的至少一个轴承套构成一种有利的滑动副。
对于这种离心器存在着有利的可能性,可以与转子中的轴承套的滑动特性无关地选择用于轴的材料。由此例如使用一种轻金属,如铝或镁作为轴的材料,尽管轻金属在其滑动轴承副方面具有不利的特性。只有安置在轴上的轴承套必须对于与转子的轴承套的滑动副具有有利的特性。
为了使上述的轴承套在其安置到轴上以后具有一个精确的圆的外圆周,在这种离心器的另一结构方案中优选地规定,所述轴承套在其安置在轴上以后在其外圆周上通过磨削加工。通过这种随后磨削保证轴承套具有一个精确的圆的外圆周,由此使轴本身与一个精确的圆形状的可能的偏差不会对于轴承套的外圆周产生不利后果。
所述自由喷射离心器的另一实施方式的特征是,所述转子的驱动部件构造有一个中心的管体,要被清洁的润滑油通过该管体输入到污物捕集部件,在管体的一个上端部部位中安置至少一个在径向上延伸的断口作为到污物捕集部件的油入口,在形成一个环缝空间的条件下在管体的上端部部位的外圆周上设置一个套状的、在轴向下部且径向外部封闭的和在轴向上部敞开的突缘,并且油入口通到环缝空间的下部。
通过对这种离心器设置突缘使导入到污物捕集部件里面的油分流均匀地分布在污物捕集部件的圆周上,并且使其速度变慢。由此构成一个在圆周方向上均匀厚度的污物颗粒团,并且不会产生一个由已经沉淀在污物捕集部件内部的污物颗粒团的污物颗粒的冲洗。
所述自由喷射离心器的另一结构方案的特征是,所述转子的驱动部件构造有一个中心的管体,它构成一个用于可旋转支承转子的轴,该管体在下部和上部支承在离心器的外壳部件上,作为下轴承设置一个滑动轴承,它通过一个装进位于转子下部的外壳部件中的轴承套和一个设置在管体下端部上的、装进轴承套的轴承部件构成,并且作为上轴承设置一个滚动轴承,它设置在管体的上端部与一个位于转子上的外壳部件、尤其是封罩之间。
在自由喷射离心器的这种实施方式中没有固定的轴,在该轴上转子旋转,而是有一个从属于转子的轴,它支承在离心器外壳的外壳部件里面。装进管体下端部里面的轴承部件和装进位于转子下面的外壳部件里面的轴承套由构成一种有利的滑动副的材料制成。所述管体本身可以由另一种材料、例如轻金属制成,用于实现一个具有尽可能轻微重量的驱动部件。
在最后所述的离心器的一种改进方案中,所述构成用于可旋转支承转子的轴的管体以轴向间隙支承,并且该管体或轴承部件的下端面的尺寸按照在离心器运行中产生的油压比例这样设计,使得一个由油压引起的、向上作用在转子上的轴向力基本对应于转子向下作用的轴向重力。通过离心器的这种结构方案使在运行中、即对于旋转的转子减小或者甚至完全取消作用于下轴承上的转子重力。由此也相应地降低在下轴承中作用的轴向力,这在给定的驱动功率下导致一个更高的转子转速和更长的轴承使用寿命。
在一种作为上述离心器的替代方案的结构方案中,所述转子的驱动部件构造有一个中心管体,它构成一个用于可旋转支承转子的轴,并且该管体只在下部通过两个轴向相互间隔的轴承支承在一个位于转子下面的离心器外壳部件上。
对于这种离心器,转子的支承仅仅在其底面上实现,由此使离心器的一个上外壳部件、尤其是其封罩不必用于支承转子。通过两个设置在转子下面的轴承的轴向间距以足够的程度保证所需的支承横向稳定性。
在上述离心器的另一结构方案中建议,作为下轴承设置一个滑动轴承,它通过一个装进位于转子下面的外壳部件中的轴承套和一个设置在管体下端部上的、装进轴承套的轴承部件构成,并且作为上轴承设置一个滚动轴承,它在径向上观察设置在管体的轴承部件与位于转子下面的外壳部件之间。
通过支承的这种结构方案可以可靠且以微小的摩擦和微小的磨损承受所有在离心器运行中产生的轴向和径向的作用力。同时在这里也保持一种非常紧凑的结构形式。
所述自由喷射离心器的另一实施方式规定,所述离心器构造有一个外壳固定的中心轴,并且转子的驱动部件构造有一个中心的、间隔地包围轴的管体,通过一个在轴与管体之间的环通道使要被清洁的润滑油输入到污物捕集部件,并且在管体的内圆周上设置径向向内伸进环通道里面的、在轴向上延伸的筋肋。
在这种离心器中有利地使输送到转子污物捕集部件的油分流已经在其通过环通道的路径上有效地置于旋转,由此使这个油分流在其转移到污物捕集部件里面时实现旋转,它与转子的旋转一致。通过这种方式实现转子污物捕集部件的在圆周方向上均匀的供料。尤其是对于具有这些细分的径向壁的污物捕集部件的结构保证在各径向壁之间的污物捕集部件的不同腔室的均匀供油。
按照本发明的自由喷射离心器的另一结构方案建议,所述离心器构造有一个外壳固定的中心轴,并且转子的驱动部件构造有一个中心的、间隔地包围轴的管体,通过中心轴的一个空心的下部截段使润滑油输入到离心器,通过一个在轴与管体之间的环通道将一个构成要被清洁的润滑油的分流输入到污物捕集部件,在管体的下端部上设置一个滑动轴承套,它支承在中心轴的空心的下部截段上,并且轴承套的向上指向的端面构成用于一个最小压力阀的一个轴向滑移地在管体中导引的、在关闭方向上预加载的阀体的阀座。
在这种离心器中实现一种特别紧凑的由下滑动轴承和最小压力阀组成的结构,这有助于一种非常紧凑的结构形式。在最小压力阀的打开状态,其阀体从滑动轴承套抬起,因此不妨碍其与转子一起旋转。如果关闭一个相关的内燃机,其润滑油在自由喷射离心器中清洁,则结束通过离心器的油流并且最小压力阀过渡到其关闭位置。在此阀体还顶靠在首先还旋转的滑动轴承套上,并且制动地作用于这个轴承套上。这导致离心器转子的一种有利的短的随动时间,由此避免在相关的内燃机关闭后与离心器转子的旋转相关的噪声辐射。
一种作为上述实施方式的替代方案的自由喷射离心器的实施方式的特征是,所述离心器构造有一个外壳固定的中心轴,并且转子的驱动部件构造有一个中心的、间隔地包围轴的管体,通过中心轴的一个空心的下部截段使润滑油输入到离心器,通过一个在轴与管体之间的环通道将一个构成要被清洁的润滑油的分流输入到污物捕集部件,在管体的下端部上设置一个滑动轴承套,它支承在中心轴的空心的下部截段上,所述轴在轴承套的上端部的高度上具有一个径向向外突出的台阶,并且轴承套的向上指向的端面和台阶共同构成用于一个最小压力阀的一个轴向滑移地在管体中导引的、在关闭方向上预加载的阀体的阀座,其中该阀体在其关闭位置密封地覆盖轴与轴承套之间的一个轴承缝隙。
对于这种离心器,所述最小压力阀和其阀体的功能和作用在很大程度上与上述实施方式一致。这种作为替代方案的实施方式还附加地具有优点,即在最小压力阀的关闭状态其阀体除了到驱动部件和到污物捕集部件的油通流路径也密封地关闭滑动轴承套与支承这个滑动轴承套的轴部件之间的轴承缝隙。由此避免在关闭最小压力阀时一个油流穿过轴承缝隙流动,如果那里不存在润滑油需求的话。
所述自由喷射离心器的上述两种实施方式的一种改进方案规定,所述阀体是空心的,并且在轴上导引,并且该轴在其导引阀体的部位中在下部具有一个较大外径的截段,并在其上部具有一个较小外径的截段,所述阀体在其内圆周上具有一个密封轮廓或密封件,它相对于较大外径的截段密封并且与较小外径的截段径向间隔。在离心器的这种结构方案中,最小压力阀的阀体在其关闭位置不仅相对于轴承套、而且相对于轴密封。在其打开位置,该阀体释放一个足够大的用于使油通流最小压力阀的横截面,其中油可以通过一个第一通流路径径向向外在阀体旁边通流,并通过一个第二通流路径径向向内穿过阀体通流。
按照另一结构方案建议一种自由喷射离心器,其特征是,所述设置或安置在离心器中的机构通过设置在污物捕集部件上或驱动部件上的具有定位钩的定位舌构成,它们与设置在驱动部件或污物捕集部件上的定位空隙共同起作用,所述机构在离心器运行中用于防止或限制污物捕集部件相对于驱动部件的轴向运动性,并且它们在取下封罩时可以松开。
在污物捕集部件与驱动部件之间的这种定位连接负责在定位状态使两个部件相互间在轴向上得到所期望的可靠固定,但是在必要时能够轻松地松开,用于使污物捕集部件与驱动部件分离。
对此一种优选的改进方案规定,所述定位舌在上部和径向内部以及向下指向地设置在污物捕集部件上,所述定位空隙在上部和径向内部设置在驱动部件上。在此例如可以使本来就在驱动部件中作为到污物捕集部件的油入口的断口同时作为定位空隙,这得到一个无需附加结构部件的有利的双重功能。
为了可靠地排除上述的定位连接不期望地自动松开,另一结构方案建议,所述定位舌围绕一个回转轴线可摆动地支承,该定位舌通过一个向上指向且突出的操纵端部构成,并且通过该操纵端部径向向内偏转使分别从属的定位舌通过其定位钩径向向外偏转,并由此与其定位空隙脱离啮合。在这里只通过主动地操纵定位舌的操纵端部就能够实现定位连接的解除,因此在这里需要一个操作人员的有意的作用。只要在定位舌的操纵端部上不施加作用力,就可靠地保持污物捕集部件与驱动部件之间的连接。
对于所有上述的离心器,所述污物捕集部件可以与驱动部件分开,用于使污物捕集部件在一个规定的使用时间以后与沉淀在其中的污物颗粒团一起清除。因此污物捕集部件是抛弃部件,而驱动部件是离心器的使用寿命结构部件。为了在计算使用寿命时考虑这种差别,优选地规定,所述驱动部件由一种金属、最好是轻金属、如铝或镁制成,而所述污物捕集部件由一种塑料、最好一种热塑性塑料、如聚酰胺或聚乙烯制成。
对于有效进行润滑油污物分离重要的是,润滑油尽可能远地在径向外部通流污物捕集部件,因为在那里起作用的离心力是最大的。但是同时必须保证,在径向从外向内生长的污物颗粒团增加时,不会由污物颗粒团妨碍润滑油流入污物捕集部件中。与此相关建议,在污物捕集部件的一个上端部中设有在转子旋转时从其中心向外指向的、柔性的软管臂或铰接的管臂作为油入口。
在一个新的污物捕集部件中,在其中还没有沉淀或只沉淀一个较薄的污物颗粒团,软管臂或管臂在转子旋转时由于作用的离心力占据一个基本上径向的取向。由此使通过软管臂或管臂导入的润滑油相对远地在径向外部从软管臂或管臂中流出,并且流入到污物捕集部件。在径向向内生长的污物颗粒团增加时,所述软管臂或管臂的外端部与污物颗粒团的内表面一起在径向上向内运动,由此使润滑油的入口相应地在径向向内偏移到污物捕集部件的内部。由此根据实际的污物团厚度总是在最远的径向外部可能的位置中使要被清洁的润滑油导入到污物捕集部件里面。
一种作为上述的离心器的替代方案的解决方案建议一种自由喷射离心器,其特征是,在污物捕集部件的一个上端部位中设置从其中心径向向外指向的、刚性的具有安置在其走向中的孔的管臂作为油入口。
在这种离心器中,所述管臂与转子的旋转或静止无关地并且与沉淀的污物颗粒团的尺寸无关地保持其位置和取向。但是由于所产生的离心力使要被清洁的润滑油的主要部分的导入优选分别通过管臂的还外露的径向最外部开孔实现,由此实现与上述离心器类似的工作原理。
下面借助于附图描述本发明的实施例。附图中

图1示出一个自由喷射离心器的垂直截面图,其中图1的左半部示出第一实施方式而图2的右半部示出第二实施方式,图2a和图2b示出两个不同构成的转矩传递机构,图2c以一个相对于图1的变型示出离心器上部中心端部部位的一个局部垂直截面图,图3a和图3b示出两个另外的变化的转矩传递机构,图4a示出离心器的一个驱动部件和一个污物捕集部件在其相互连接前的透视图,图4b示出驱动部件和污物捕集部件在其相互连接成一个完整的转子以后的视图,图5示出另一自由喷射离心器的垂直截面图,在这里也在图的左半部示出一种实施方式而在图的右半部示出另一实施方式,图6示出一个离心器在其驱动部件处的局部垂直截面图,图7示出图6的驱动部件的侧视图,图8示出另一自由喷射离心器的垂直截面图,图9示出离心器按照图8的截切线IX-IX的截面图,图10示出图14的自由喷射离心器的转子的底视图,图11示出图10的转子驱动部件的侧视图,图12示出一个自由喷射离心器的垂直截面图,它具有两种不同构成的污物捕集部件,它们在图的左半部和右半部中示出,图13同样示出一个自由喷射离心器的垂直截面图,它在图的左半部和右半部具有另两个不同构成的污物捕集部件,图14仍然示出一个自由喷射离心器的垂直截面图并且在图的左半部和右半部中示出两种不同的实施方式,图15示出图14的自由喷射离心器的位于转子下面的外壳部件的俯视图,图16示出一个自由喷射离心器的局部水平截面图,图17以局部视图示出图18的转矩传递机构的展开图,
图18示出一个自由喷射离心器的水平截面图,它具有两个不同构成的污物捕集部件和转矩传递机构,图19示出一个自由喷射离心器的水平截面图,它具有变化的转矩传递机构实施方式,图20示出一个自由喷射离心器的上端部部位的局部垂直截面图,在图的左半部和右半部具有两种不同的实施方式,图21示出自由喷射离心器在其上部的中心端部部位处的另一实施方式的局部垂直截面图,图22示出一个具有最小压力阀的自由喷射离心器的纵向截面图,图23同样以纵向截面图示出按照图22的离心器的局部,它具有一个变化的最小压力阀,图24示出在两个阀门的关闭状态中作为离心器的一部分的组合的最小压力阀和过压终止阀的纵向截面图,图25仍然以纵向截面图示出按照图24的最小压力阀和过压终止阀,现在在最小压力阀的打开状态,图26仍然以纵向截面图示出按照图24和25的最小压力阀和过压终止阀,现在在两个阀门的打开状态,图27以纵向截面图示出按照图24的最小压力阀和过压终止阀的变型实施方式,图28以纵向截面图示出作为离心器的一部分的变化的最小压力阀,图29同样以纵向截面图示出图28中的最小压力阀的一种变型方案,图30以纵向截面图示出一个转子的下部部件和离心器的一个下部外壳部件的另一实施方式,图31a示出在图30中按照截切线A-A的横截面图,图31b示出在图30中按照截切线B-B的横截面图,图32以纵向截面图示出另一离心器的左下部位,图33以纵向截面图示出另一离心器在一个下部滑动轴承处的局部,图34以纵向截面图示出另一离心器的中心的上部部位,图35同样以纵向截面图示出一个完整的离心器的另一实施方式,
图36同样以纵向截面图示出另一完整的离心器,图37以一个横截面图示出另一离心器的中间的、中心部位,图38a以纵向截面图示出另一离心器的中心下部部位的局部,具有一个下部轴承和一个关闭的最小压力阀,图38b示出图38a的离心器,现在具有打开的最小压力阀,图39同样以纵向截面图示出按照图38a和38b的离心器的一种不同的实施方式,图40仍然以纵向截面图示出另一完整的离心器,图41以纵向截面图示出另一离心器的中心上部部位。
在图1中示出的自由喷射离心器1具有一个外壳10,它在顶面通过一个螺旋封罩14封闭。在外壳10中设置并固定一个外壳部件10’,它支承一个轴5。在轴5上可旋转地支承一个转子2。为了在外壳10与封罩14之间建立可松开的连接,所述外壳10具有一个内螺纹11,并且封罩14具有一个外螺纹16。
设置在外壳10中的外壳部件10’在其中心具有一个包括一个内螺纹的轴架12,在其中旋进轴5的一个螺纹端部50。该轴5向上穿过整个转子2一直延伸到封罩14的内侧。在轴的内部轴5是空心的,并且在那里具有一个中央通道53。通过该通道53在这里实现要被清洁的润滑油到转子2的输送。两个径向延伸的通道54离开中央通道53的下部部位,它们通过一个喷嘴支承体31内部的分支通道33导引到两个喷嘴34。在以处于负压下的润滑油供油时所述喷嘴34通过一个喷出的油射流按照反冲原理驱动转子2,由此使这个转子在轴5上围绕旋转轴线20旋转。
所述喷嘴支承体31是转子2的驱动部件3的一部分。对于在图1中所示的实施例,该驱动部件3还具有一个底部32,它向上限制喷嘴支承体31。所述驱动部件3围绕轴5延伸地具有一个管体30,它在两个滑动轴承51、52的中间位置中在下部和上部支承在轴5上。
在管体30的内圆周与轴5的外圆周之间构成一个环通道30’,通过它润滑油可以导入到转子2的一个污物捕集部件4。在环通道30’的上端部上在上部滑动轴承52处设有一个节流位置37,它负责一个确定的油量在一个给定压力下通流。通流的油无压力地通过一个入口44到达污物捕集部件4的上端部部位里面。作为替代方案这里也可以代替滑动轴承52该入口44构成节流位置37。
在从上向下通流污物捕集部件4以后,润滑油通过至少一个在图1中未示出的位于轴向下部和径向内部的出口从污物捕集部件4排出到达转子2下部的一个油排出部位13。从油排出部位13不仅来自污物捕集部件4的离心的油、而且从喷嘴34排出的油在重力作用下流出,最好流到相关内燃机的油池里面。
所述转子2这样构成,在旋下封罩14时,可以从外壳10中在与驱动部件3分离的条件下取出污物捕集部件4与沉淀在其中的污物。为此所述驱动部件3通过固定件38防止向上轴向拉出,该固定件旋进轴5的上端部并且构成轴5的一部分。所述污物捕集部件4可以通过简单的轴向运动与驱动部件3分离,并且反之可以与驱动部件3连接。
为了使驱动部件3的旋转运动可靠地传递到污物捕集部件4上,在这两个部件3与4之间设有转矩传递机构6。这些转矩传递机构6在必要时可以是单级或多级的以及设置在不同的位置上。在图1的上部在管体30与污物捕集部件4之间的接触部位设有第一转矩传递机构6,它们在这里可以具有一种多棱边轮廓,如图2a所示,或者具有一种齿形轮廓,如图2b所示,或者具有一种其它的适合的形状配合连接轮廓。
在图1的右下部示出第二转矩传递机构6,它们在图3a中以一个局部底视图示出。在这里该转矩传递机构6包括一个销子46,它从污物捕集部件4的一个底部42向下伸出,并且从驱动部件3的底部32中的一个容纳这个销子46的空隙36中伸出。
在图1左下部示出转矩传递机构6的另一实施方式。在这里污物捕集部件4的一个径向外部圆周壁40的下端部部位与驱动部件3底部32的一个径向外部的、向上指向的边缘部位35搭接。如图3b所示,在这里转矩传递机构6通过一个波浪轮廓构成,如同在图3b的侧视图中可以看到的那样。
在按照图1的自由喷射离心器中穿过固定件38向上超过转子2延长的轴一直延伸到封罩里面,由此使轴定心。在封罩14中通过一个金属的嵌入件15固定固定件38的上端部。
在图1左半部中示出污物捕集部件4的第一实施方式。在这种实施方式中该污物捕集部件4具有径向外部的圆周壁40以及由此一体式的一个顶壁41和一个径向内壁43。在这里该污物捕集部件4向下敞开。在转子2的组装状态,该污物捕集部件4在下面通过驱动部件3的底部32封闭。
在按照图1右半部的污物捕集部件4的实施方式中,这个污物捕集部件与径向外部圆周壁40一体式地包括顶壁41以及一个与圆周壁40的下端部焊接的底部42。在这两个部件之间的焊缝通过附图标记40’表示。
在离心器1运行中可能产生力,它们导致转子2的一个向上运动。为了无损害地承受这个力,在图1上部在左半部和右半部示出两种不同的措施。在左半部中污物捕集部件4在轴向上部和径向内部具有一个止挡面45,它在转子2向上运动时滑动地顶靠在封罩14中的嵌入件15的底面上。
在图1的右半部中,作为相同问题的一种替代解决方案示出一个附加的轴向滚动轴承15’,它固定在封罩14的底面上或者固定在位于其中的嵌入件15上。在转子2向上运动时,这个转子顶靠在嵌入件15或者滚动轴承15’上,由此使轴向力以微小的摩擦传导到封罩14上,并通过这个封罩传导到外壳10上。
在图2c中作为相同问题的第三解决方案示出一个附加的、也用于承受轴向力设计的径向滚动轴承15’,它固定在封罩14底面上或者固定在位于其中的嵌入件15上。在转子2向上运动时污物捕集部件4的顶壁41通过其顶部止挡面45顶靠在径向滚动轴承15’的径向内部轴承环上,由此可以使轴向力以微小的摩擦传导到封罩14上并通过这个封罩传导到外壳10上。
仍然如图1所示,当转子2加速时,为了使位于转子2中的油没有滑差地置于旋转,和/或为了承受在转子2运行中产生的轴向力在污物捕集部件4中设有在径向上延伸的导向和加强壁48。
最后按照图1的自由喷射离心器1在轴5中还具有一个最小压力起动阀门7,它在图1中示出其打开位置。当存在一个足够高的润滑油压力时,该阀门7占据这个打开位置。在一个给定的油压以下该阀门占据其关闭位置,并且离心器1不由润滑油通流,用于保证内燃机轴承的提前润滑。
在该阀门7的打开状态,润滑油从下面通过中央通道53透穿阀门7然后分成两个分流。第一分流通过分支通道33流到喷嘴34并由此通过其驱动部件3驱动转子2。第二分流通过环通道30’轴向向上流动并通过节流位置37在压力下降的情况下进入污物捕集部件4里面。由此使污物捕集部件4不再处于由一个输送油的泵产生的高油压下,而是只需承受通过旋转产生的力,这使转子2卸载。
图4a以一个透视图在下面示出驱动部件3而在上面示出污物捕集部件4在其组装前的一部分。
所述驱动部件3由向上伸出的管体30和喷嘴支承体31组成,它在这种实施方式中在顶面通过连续的底部32构成。该底部32的边缘棱边35通过其构成转矩传递机构6的波浪轮廓顶靠在喷嘴支承体31的径向外边缘上。
在图4a中只能看到污物捕集部件4的下部与一部分圆周壁40。在圆周壁的轴向下端部上成形一个与驱动部件3的波浪形适配的波浪形,由此使转矩传递机构6在污物捕集部件4的侧面上构成。为了使驱动部件3与污物捕集部件4之间密封,在污物捕集部件上还安置一个环绕的密封件62。
图4b示出驱动部件3和污物捕集部件4在其组装成完整的转子2的状态。现在不可再见的转矩传递机构6相互啮合,其中对于这种啮合通过使驱动部件3与污物捕集部件4简单的轴向合并实现。在图4b的最上部和最下部对应还可以看到轴5的一部分。
图5示出自由喷射离心器1的其它实施方式,其中分别在图5的左半部和右半部示出不同的实施方式。
在这里所述驱动部件3统一地具有圆盘的形状,不同的通道穿过它延伸。在驱动部件3的上部在这里也可松开地安置污物捕集部件4,其中在这里为了建立和解除驱动部件3与污物捕集部件4的啮合,相互间简单的轴向相对运动就足够了。
在穿过驱动部件3的条件下两个分支通道33在相反的径向方向上延伸,它们在其端部上分别导引到一个反冲喷嘴34,该反冲喷嘴用于驱动转子2,目的是围绕旋转轴线20旋转。其它通道在分支通道33上面穿过驱动部件3绝大部分在径向上延伸,它们构成一个用于来自污物捕集部件4的离心的润滑油的出口47。所述喷嘴支承体31具有分支通道33和用于出口47的通道,该喷嘴支承体向上通过一个底部32限定。此外在这里管体30也从喷嘴支承体31轴向向上延伸。所述污物捕集部件4在这里具有一个下部敞开的钟罩形状,它具有一个径向外部的圆周壁40和一个顶部的在这里封闭的壁41。
为了将驱动部件3的驱动转矩传递到污物捕集部件4上,在这里也设有转矩传递机构6,它们可以设置在不同的位置上。与上面已经根据图4a和4b所作描述类似,相应的转矩传递机构6在圆周壁40与底部32的边缘棱边35之间设有在轴向下部、径向外部的搭接部位。在必要时可以在那里也设置一个密封件62。对于转矩传递机构6的另一替代方案,为转矩传递利用设置在污物捕集部件4内部的导向和加强壁48。这些壁48可以在其径向内部的端部上与管体30的外侧面构成一种传递转矩的啮合,其中通过将污物捕集部件4轴向套接到驱动部件3上可以建立啮合,并且通过相反的轴向运动可以解除啮合。
对于按照图5的示例,所述自由喷射离心器4也包括一个具有一个设置在其中的外壳部件10’的外壳10。这个外壳部件10’在其中心具有一个轴架12,用于转子2的轴5通过一个下部螺纹端部50装进这个轴架里面。
在这种实施方式中所述轴5自由向上通过管体30高度的绝大部分延伸,但是轴5终结在转子内部。因此在这里污物捕集部件4也与上述一样可以通过一个封闭的顶壁41构成。
在这里在下部一个滑动轴承51和在上部一个滚动轴承52用于将驱动部件3支承在轴5上。
在这里在轴5中的一个中央通道53仍然用于输送润滑油。在该通道53的下端部位中从这个通道引出径向通道54,它们构成喷嘴支承体31中到分支通道33的连接,并且将处于压力下的润滑油导引到喷嘴34。
所述通道53在轴5中向上继续延伸一直到靠近其上端部。一个相对较小的径向孔位于那里,它构成一个节流位置37。通过这个节流位置37使一个给定的润滑油分流在减压下进入入口44并且通过这个入口进入到污物捕集部件4的内部,用于在那里进行离心分离。
这个分流的一小部分从节流位置37后面的部位在重力作用下穿过滚动轴承52流到环通道30’里面,并且在这个环通道中向下流动。所述环通道30’在这里在其下端部上与污物捕集部件4的润滑油出口47连接,由此使来自环通道30’的油和来自污物捕集部件4的油共同排到油区13中。
在污物捕集部件4的顶壁41的下侧面上成形一个向下突出的突缘41’,它位于入口44径向外部。该突缘41’负责使进入到污物捕集部件4中的油流均匀分布在圆周方向上,用于保证污物均匀地沉积在污物捕集部件4的圆周方向上。
为了承受向上作用的力,在这里在图5的左半部和右半部示出两种不同的措施。在左边设有两个共同作用的止挡面,其中该止挡面45是污物捕集部件4的顶壁41的一部分,而另一止挡面是封罩14中的一个金属嵌入件15的一部分。在图5的右半部作为一种替代方案示出一个附加的滚动轴承15’,它一端固定在封罩14上,而另一端在离心器1的装配状态顶靠在污物捕集部件4上。
最后图5的最上部在其中心还示出耦联机构49,在这里是柔性卡钩的形式。这些耦联机构49用于在旋下封罩14时同时使污物捕集部件4一起向上运动,并且由此无需其它措施地使污物捕集部件4与驱动部件3分离。由此实现一种特别方便且干净的操作。
在这里一个油排出部位13位于驱动部件3下面,从油排出部位使从喷嘴34排出的润滑油和来自出口47的润滑油无压力地并在重力作用下流到对应的内燃机的油池里面。
图6示出图5中的自由喷射离心器1的一种变型方案,它涉及驱动部件3。在按照图6的实施方式中,该驱动部件3更扁平地构成,并且在其喷嘴支承体31中只包括用于给喷嘴34供给的分支通道33。用于来自污物捕集部件4的离心润滑油的出口47在这里从喷嘴支承体31的径向上以一个轴向的靠近轴的走向布置,由此对于污物捕集部件4提供一个更高的高度供使用。在此所述出口47最好包括多个在圆周方向上分布设置的平行通道,图6只示出其中的一个通道。在图6中局部示出的离心器1的其它部分对应于按照图5的结构方案。
图7以一个按照图6中的观察方向Z的视图示出图6中的离心器1的驱动部件3。在图7的下部可以看到喷嘴支承体31和面对观察者的喷嘴34。该喷嘴支承体31向上通过扁平的底部32限制。所述管体30在中心从喷嘴支承体31向上延伸,在这里只示出管体的一小部分。
图8仍然以垂直截面图示出另一自由喷射离心器1,其特征是,它没有固定的连续的轴。而是在这里通过两个轴颈实现转子2的支承,轴颈与驱动部件3连接。
所述驱动部件3在这里也具有一个喷嘴支承体31,它现在具有两个径向向外且倾斜向下指向的管形臂的形状。其中分支通道33中的一个相应穿过每个臂延伸到该臂端部上的一个喷嘴34。所述喷嘴支承体31在这里与一个向上延伸的管体30一体式地构成或连接,例如焊接。在管体30的下端部上设有一个第一轴颈5’,它在这里通过一个压入的旋转部件构成。在管体30的上端部上安装一个上轴颈5”。
所述下轴颈5’位于一个下滑动轴承51里面,其中通过一个设置在下面的、径向向外突出的下轴颈5’上的环带限制轴颈的轴向向上的运动性。由此也相应地总体限制驱动部件3的轴向运动性。
所述上轴颈5”伸进一个上滚动轴承52里面,该上滚动轴承52本身固定在离心器1的外壳10的封罩14上。
在这里污物捕集部件4也与驱动部件3可松开地连接,其中在这里连接和松开也方便地通过轴向运动实现。
所述污物捕集部件4在这里构成一个由两个事先独立加工的部件组成的空心体,其中这两个部件沿着一个焊缝40’例如通过对称焊接相互间持久地连接。在此该污物捕集部件4包括一个径向外部圆周壁40、一个顶壁41和一个底部42。在这里该污物捕集部件4在径向内部没有自身的壁。
为了将由驱动部件3产生的转矩传递到污物捕集部件4上,在这里利用污物捕集部件4的底部42底面的一个特殊轮廓。该底部42这样成形,使得它在圆周方向上看去搭接喷嘴支承体31的臂。
所述轮廓的这个造型和共同作用在图9中表示,它示出按照图8中的截切线IX-IX的局部截面图。在按照图9的实施方式中附加地实现略微的定位作用,由此防止污物捕集部件4在一个自身的向上运动中离开驱动部件3。但是该定位连接同时保持了为了使污物捕集部件4与驱动部件3分离而可以通过手动施加一个轴向拉力非常轻松地松开。
仍然如图8所示,要被清洁的润滑油的输送在这里也从下面通过中央通道53实现,它首先穿过下轴颈5”延伸。向上在轴颈5’上连接最小压力起动阀7,在这里示出其关闭位置。在打开位置该中央通道53的下部与通到喷嘴34的分支通道33连接。
一个小的通道在轴向上穿过一个构成阀门7的阀体延伸,该通道构成一个用于润滑油分流的节流位置37,该分流导引到污物捕集部件4。在通流节流位置37以后,要被离心的润滑油无压力地穿过管体30中的通道53上部向上流动,并且在那里通过入口44进入到污物捕集部件4的顶部部位里面。
所述已离心分离的润滑油在径向内部和轴向下面通过出口47离开污物捕集部件4。在图8的右半部,在出口47处示出一侧在驱动部件3上的和另一侧在外壳部件10’上的转向筋17。这些转向筋17负责使来自出口47的油流变得均匀,用于不妨碍通过从喷嘴43排出的油射流进行驱动。
在图8左半部的下部示出一种作为替代方案的实施方式。在这里代替筋肋17安装一个屏蔽盘17’,它平行于外壳部件10’的表面与其顶面间隔地延伸。来自出口47的离心的油分流在屏蔽盘17’的下面流出;从喷嘴34排出的油射流冲击到屏蔽盘17’的顶面上;然后这两个油流径向更外面和轴向更下面重新汇流到一起,并一起从油排出部位13排流到相关内燃机的油池。
图10以一个底视图示出图14中的转子2。所述污物捕集部件4与其圆周壁40和其现在面对观察者的底部42位于径向外部。
继续向内可以看到驱动部件3。它包括管体30和从这个管体开始的、具有两个臂形式的带有反冲喷嘴34的喷嘴支承体31。所述转向筋17与中央管体同心地延伸。
所述转矩传递机构6在这里在底部42的面对观察者的底面与喷嘴支承体31之间通过相互搭接的轮廓构成,它们通过相互间的轴向相对运动进入啮合和脱离啮合。
图11以一个侧视图示出图8和图10中的驱动部件3。向上突出的管体30构成驱动部件3的中心部分。在下部从这个管体向左和向右伸出两个臂,它们构成喷嘴支承体31。在喷嘴支承体31的径向外端部上可以看到两个反冲喷嘴34。从喷嘴支承体31还分别向下伸出转向筋17的一个短截段。在驱动部件3与污物捕集部件4的组装状态,在驱动部件3上的转向筋17与在污物捕集部件4底部42上的转向筋17补充在图10中可见的封闭的转向筋17凸缘。为了避免在接触部位泄漏,在那里筋轮廓重叠地构成。
图12示出一个具有两种不同构成的污物捕集部件的转子,它们分别在图12的左半部或右半部中示出。在图12的左半部,所述污物捕集部件4具有一个径向的外圆周壁40。在上部该污物捕集部件4通过一个自身的封罩41封闭,它径向外部搭接圆周壁40。以类似的方法该污物捕集部件4在下面通过一个独立的底部42封闭,其中径向内部敞开地留出用于已离心的润滑油的出口47。在污物捕集部件4内部设置径向延伸的导向和加强壁48,它例如与圆周壁40连接,或者是一体式的。该污物捕集部件4在径向内部没有自身的壁。
在图12的右半部,所述污物捕集部件4仍具有一个径向外圆周壁40,但是它在这里与底部42一体式地构成。在这里该污物捕集部件4在顶面也通过一个自身的封罩41封闭。
所述驱动部件13在这里在两个滑动轴承51、52中间位置中位于一个固定装配的轴5上,它穿过整个转子2。该驱动部件3仍然由管体30和一个喷嘴支承体31组成,在这里以两个向外指向的臂的形式,在图12中只示出一个臂。
所述转矩传递机构6在这里可以这样构成,如同已经根据图8和9中所描述的那样。
在这里在轴5中也具有一个最小压力起动阀7,它只有在一个确定的最小压力下才允许油流穿过转子2。在图12中所示的阀门7的关闭位置截止油流。
在图12的最上部还可以看到外壳10的一小部分,该外壳支承轴5。在图12的最上部示出封罩14的一个小截段,在其中使轴5的上端部定心。
图13以与图12相同的视图示出污物捕集部件4的另两种实施方式。在此在图13左半部和右半部中示出的污物捕集部件4基本对应于在图12的左半部和右半部中示出的污物捕集部件4,不同之处是,对于按照图13的实施方式,污物捕集部件4还分别包括一个自身的径向内壁43。
在图13左半部中示出的污物捕集部件4的实施方式中,这个污物捕集部件除了径向外圆周壁和顶部封罩41和底部42以外还包括径向内壁43。所述壁40和43通过径向延伸的导向和加强壁48相互连接。
对于在图13右半部所示的污物捕集部件4的实施方式,该污物捕集部件具有一个圆周壁40和与圆周壁一体式的底部42和径向内壁43。在这里在上部也安置一个独立的封罩41。
所述转矩传递机构6在这里仍然对应于按照图8和9的实施方式构造。
转子2的支承在图12和13所示的所有实施方式中都借助于各一个下滑动轴承51和上滑动轴承52实现,其相应位于轴5和驱动部件3之间。
在按照图12和13的所有实施方式中,在取下在这里只示意表示的螺旋封罩14以后并且在松开一个与轴5上端部连接的固定件以后向上通过一个轴向运动使驱动部件3与污物捕集部件4分离,用于进行处理。
图14在其左半部和右半部示出自由喷射离心器1的另两种实施方式,它们部分地与按照图8的实施方式一致。主要不同之处是转子2的不同支承,在图14中转子支承在一个连续的轴5上,它穿过转子2一直延伸到外壳10的封罩14。在此轴5通过一个下部的螺纹端部50固定在外壳10的外壳部件10’中的一个中心轴架12里面。
所述驱动部件3在这里仍具有一个中心的、向上延伸的管体30和一个具有两个臂形状的喷嘴支承体31,它具有分支通道33和喷嘴34。该驱动部件3在下部通过一个滑动轴承51支承,并且在上部作为替代方案或者通过一个上部滑动轴承52或者一个上部滚动轴承52支承在轴5上。
所述污物捕集部件4在这里仍然由两个相互沿着一个焊缝40’焊接的单个部件、最好是塑料制成的注塑件构成,其中在图14的左半部所述污物捕集部件4没有径向内壁,而在图14的右半部具有径向内壁43。
在这里在轴5的中央通道53中也仍然设置一个最小压力起动阀7,在图14中示出其关闭位置。在打开位置润滑油通过中央通道53的下部在阀门7旁边通过径向通道54一方面进入到通到喷嘴34的分支通道33,而另一方面进入到管体30的内圆周与轴5的外圆周之间的环通道30’。这个通过环通道30’通流的第二分流在上部轴承52旁边通过上部入口44节流地进入到污物捕集部件4内部并且在那里离心。因为分流的液压压力已经在到污物捕集部件4的路径上降低,因此污物捕集部件4在这里也只处于通过在旋转时产生的离心力的作用力下。
在图14右半部的最上部示出轴5的上端部在封罩14中的一种简单定心。
在图14左半部的最上部示出一种实施方式,它具有耦联机构49,用于在旋转松开螺旋封罩14时无需其它措施地使污物捕集部件4与驱动部件3分离并且一起向上运动。
为了承受向上指向的作用于转子2上的作用力,在图14的左半部在上部在封罩14与污物捕集部件4的顶壁41之间设有一个附加的滚动轴承15’。
在图14中在驱动部件3的下部作为替代方案在右边示出转向筋17,在左边示出屏蔽盘17’,它们已经借助于图8描述过。
图15示出图14右半部的外壳部件10’的中心部位的俯视图,该部位位于转子2下面。在这里尤其表示出转向筋17在外壳部件10’上的布置。在图15的中心可以看到中央通道53,它被轴架12包围,在这里在轴架中没有插入轴5。
图16示出径向内部在管体30与污物捕集部件4的在径向上延伸的导向和加强壁48之间的转矩传递机构6的布置和结构的第一实施例。该管体30为此具有向外敞开的槽,它们分别容纳壁48的径向内端部。通过这种方法可以使一个由驱动部件3产生的转矩从管体30通过与这个管体处于啮合的壁48传递到污物捕集部件4上。同时图16表示,在这里也可以简单地通过污物捕集部件4相对于驱动部件3的轴向运动建立和脱开管体30与壁48之间的啮合。所述管体30在这里在作为压铸件加工时可以在其外圆周上简单地在两个相反的径向上脱模。
在图16的最中心处还可以看到轴5与设置于其中的阀门7。在轴5的外圆周与管体30的内圆周之间延伸用于使润滑油输送到污物捕集部件4的环通道30’。
在图16中污物捕集部件4的底部42位于背景上。所述喷嘴支承体31位于这个底部42的下面。
图17借助于一个局部展开图示出图16的转矩传递机构6。在这里特别清楚地示出,所述转矩传递机构6分别通过进入尖端和/或进入斜面61构成,由此在其合并时转矩传递机构是自定位的。
图18示出两种作为图16的实施方式的替代方案的其它结构方案。在图18的左边,所述污物捕集部件4通过一个径向外部的圆周壁40和径向延伸的导向和加强壁48构成。该壁48的径向内端部分别与设置在管体30上的槽一起构成转矩传递机构6。
在位于图18的右边的、截取的剖面部分中,所述污物捕集部件4附加地通过一个径向内部壁体43构成,它通过径向延伸的壁48与径向的外圆周壁40连接。在这种实施方式中每第二个径向延伸的壁48径向向内突出超过径向内部的壁体43,并且在那里与管体30上的轴向槽啮合,用于构成转矩传递机构6。
在按照图18的两种实施方式中可以通过污物捕集部件4相对于驱动部件3的简单的轴向运动建立和脱开转矩传递机构6的啮合。
图19示出按照图16和18的转矩传递机构6的另一变型方案。按照图19的变型方案在左上部在这个附图中截取地示出。在这里转矩传递机构6以槽和榫的形式通过一个壁凹构成。在这种实施方式中在径向上从内向外作用的力由壁48传导到管体30上。同时能够保留通过污物捕集部件4相对于驱动部件3的轴向运动建立和脱开转矩传递机构6的啮合。
图20以一个离心器1上部的局部垂直截面图示出图5中离心器1的一种变型方案。该变型方案是,在按照图20的离心器1中要被离心的润滑油流的输送从上面实现。为此在螺旋封罩14中形成一个输送通道18,它从下面平行于封罩14的表面延伸,并且它在封罩14的中心在向下的方向上通向污物捕集部件4。
所述污物捕集部件4在这里具有一个径向外部的圆周壁40以及一个顶壁41,它在其中心具有一个入口44,它轴向上看去准确地位于通道18的出口的对面。在通过通道18输送要被离心的润滑油时润滑油从封罩端的通道18端部在垂直方向上从上向下通过入口44流到污物捕集部件4的内部。
在图20中的其余可见到的部分中,离心器1对应于按照图5的示例。
图21以一个放大的截面图示出一个离心器的上部部位的局部。在图21右边可以看到固定件38,它作为独立的结构部件旋进轴5的上端部里面。该固定件38负责使在这里只能看到其顶壁41的污物捕集部件4在离心器运行中不能相对于驱动部件3向上运动。
在图21中只能看到驱动部件3的管体30的上端部部位。在这个部位与轴5之间设置上滑动轴承52。该滑动轴承52相对于管体30具有一个这样的缝隙尺寸,使得轴承缝隙构成用于到污物捕集部件的油流的所期望的节流位置37。在节流位置37,通流到污物捕集部件4的油分流的油压降低。然后使油无压力地通过入口44流到污物捕集部件4的内部。
为了使轴5定心,所述固定件38的一个上端部部位定心地位于一个金属的嵌入件15里面,它本身定心地装进由塑料制成的螺旋封罩14里面。
除了螺旋封罩14以外,污物捕集部件4也优选地通过其由塑料制成的单个部件组成,用于经济地加工污物捕集部件4并且环境友好地处理,最好可以燃烧。
图22以一个纵向截面图示出另一离心器1,它用于清洁内燃机的润滑油。该离心器1包括一个外壳10,它在顶面通过一个螺旋封罩14封闭。为此该外壳10具有一个内螺纹11,而封罩14具有一个外螺纹16,它们相互间螺纹啮合。
在离心器1的下部,在外壳10中设置一个外壳部件10’,它在这里作为嵌入件从上面插到外壳10里面。
一个转子2位于离心器1的上部,该转子可旋转地支承在一个轴5上。该轴5通过其下端部装进、例如旋进或压进外壳部件10’的顶面上的一个定心的轴架12里面。
所述离心器1的转子2两体式地构成并且由一个驱动部件3和一个污物捕集部件4组成。
该转子2的驱动部件3包括一个中心的管体30和两个从管体中伸出的臂,通过它们使每一个分支通道33导引到一个反冲喷嘴34。该驱动部件3通过一个下滑动轴承51和一个上滚动轴承52支承在轴5上。
所述污物捕集部件4由一个圆周壁40、一个顶壁41和一个底部42组成,其中在圆周壁40与底部42之间环绕地安置一个用于使部件相互连接的焊缝40’。在从外壳10取下封罩14时,污物捕集部件4可以通过向上拧出与驱动部件3分离并且单独清除。然后可以将一个新的污物捕集部件4以相反的方向从上面套到驱动部件3上,用于再组成离心器1。
在离心器1中要被清洁的润滑油的输送从下面通过一个中心油入口18实现,它设置在外壳部件10’的中心。从那里流入的润滑油通流路径继续通过轴5的一个空心截段53并且从那里分支成两个分流,即一个第一分流通过分支通道33到喷嘴34和一个第二分流通过一个在滑动轴承51中的节流位置37、通过一个在管体30与轴5之间的环通道30’并通过一个入口44到污物捕集部件4的顶部。在污物捕集部件4中,其内部的径向外部构成一个污物收集区4’,在其中通过离心力从润滑油中分离的污物颗粒沉淀成污物颗粒团。
在油入口18处并在轴5的空心截段53中设置一个最小压力阀7,它用于只有在油入口18上呈现一个确定的最小油压时,一个油流才允许通过离心器1进入。该最小压力阀7在这里包括一个阀体70,它轴向滑移地在轴5的空心截段53中导引,并且通过一个螺旋弹簧76在关闭方向、即向下的方向上预加载。图22示出最小压力阀7在其关闭位置。当油入口18上的油压升高时,使阀体70克服弹簧76的力向上滑移,由此使润滑油通过油入口18进入轴5的空心截段53并如上所述,从那里分成两个分流。
所述转子2的下轴承51在这里是一个具有一个从属于转子2的轴承套21的滑动轴承,该轴承套位于轴5的下部的一个相应加工的外圆周面上。
所述上轴承52在这里是滚动轴承,准确地说是一个向心球轴承,它设置在轴5的上端部与从属于驱动部件3的管体30的上端部之间。
一个屏蔽环55位于上轴承52的下部,其中在图22的左半部示出这个屏蔽环的第一实施方式,而在图22的右半部示出其第二实施方式。
在图22的左半部,该屏蔽环55连接在轴5上,最好套在滑座里面。在径向外部在屏蔽环55与管体30上端部的内圆周之间呈现一个缝隙,一个小的油量可以穿过该缝隙,用于对轴承52以足够的、但是不是过量地供润滑油。
在图22的右半部,在管体30上端部的内圆周上连接屏蔽环54,例如在这里也压进滑座里面。在这种实施方式中,在径向内部在屏蔽环55与轴5上端部之间空出一个缝隙,它用于通流一个较小的油量用于润滑轴承52。在屏蔽环55的底面与管体30的内圆周之间的拐角处可以沉淀通过离心力向外运动的污物颗粒,在这里不存在污物颗粒可能不利地进入轴承52的危险。
通过入口44进入到污物捕集部件4的上部的润滑油从上向下通流污物捕集部件4的内部,其中由于转子2的旋转使污物颗粒通过离心力径向向外沉淀在污物捕集部件4的内部、即沉淀在其污物收集区4’里面。清洁的润滑油在径向内部和下部通过一个油出口47离开污物捕集部件4,润滑油从出口进入到外壳10内部的一个无压力区13。润滑油可以从那里回流到例如一个相关内燃机的油池里面。
为了使从油出口47排出的油流缓慢且均匀,在驱动部件3的底面上以及在外壳部件10’的顶面上设有在圆周方向上延伸的、中断的转向筋17。
从喷嘴34排出的润滑油流在转向筋17的径向外部同样进入无压力区13,并从那里回到相关内燃机的油池。
图23示出按照图22的离心器1的局部,其具有一个变型的最小压力阀7。在这种实施方式中轴5的空心截段53在轴向上较短地构成,并且使阀体70在关闭方向上预加载的弹簧76围绕阀体70的一个位于空心截段53里面的柄杆72设置。由此实现一种轴向紧凑的结构形式。
所述阀体70的密封头71在这里与油入口18一起位于转子2下面的外壳部件10’里面。在油入口18处构成一个阀座75,在其上可以密封地顶靠密封头71。所述阀体70的柄杆72从密封头71向上延伸。围绕柄杆72设置阀簧76,其上端支承在轴5的空心截段53中的一个台阶上,并且其下端支承在密封头71上。
在柄杆72的上端部分的高度上,在轴5上设置具有轴承套21的下轴承51穿过轴5的下端部位从其空心截段53开始向外延伸一个径向断54。另一径向断口54”穿过轴承套21。由此在打开最小压力阀7时构成一个从油入口18通过轴5的空心截段53到喷嘴34的分支通道33的润滑油通流路径,通过它导引用于驱动部件3的第一润滑油分流。
到污物捕集部件4的第二润滑油分流在这里从油入口18流过轴5的空心截段53和环通道30’中的节流位置37并穿过这个节流位置向上流到污物捕集部件4的在图23中不可见的入口44。
关于其它在图23中可见的单个部件和附图标记请参照图22的描述。
图24同样以纵向截面图示出离心器的另一实施方式,其中在这里重要的是安装一个组合的最小压力阀7和过压终止阀7’。
在图24下部可以看到外壳部件10’的中心部位,油入口18位于外壳部件中心。该油入口18在这里具有一个向上指向的接管形状,其顶面构成阀座75,最小压力阀7的阀体70与该阀座共同作用。
所述阀体70在其中心具有一个油通道74,其顶面构成第二阀座75’。一个第二阀体70’作为过压终止阀7’的一部分与这个第二阀座75’共同作用。在图24中两个阀门7和7’是关闭的。两个阀门7和7’的关闭位置通过一个公共的阀簧76起作用,该阀簧支承在第二阀体70’和轴5的空心截段53的台阶上。
图25示出图24中的最小压力阀7和过压终止阀7’的组合体在最小压力阀7的打开状态和此外过压终止阀7’的关闭状态。两个阀体70和70’在这里通过在油入口18上的升高的油压共同克服弹簧76的力向上滑移,直到阀门70顶靠在轴5的空心截段53中的一个止挡上,如图4看到的那样。在这个位置,润滑油从油入口18在阀体70旁边径向向外通过径向通道54、54”一部分流进分支通道33,而另一部分流进环通道30’。一个在轴承套21与轴5之间的轴承缝隙构成一个用于润滑油分流的节流位置37,该分流流进环通道30’并流到污物捕集部件4。
在图26中在油入口18上的润滑油压力继续升高以后,过压终止阀7’也打开。在此通过继续升高的油压使第二阀体70’克服弹簧76的力继续向上滑移,由此使第二阀体70’从其所属的第一阀体70上的阀座75’上抬起。由此在一个穿过轴5顶部延伸的卸载通道13’中打开一个通过油通道74的通流路径,通过该通流路径使油排流到离心器1的一个无压力区。
图27示出最小压力阀7和过压终止阀7’的组合的一种变型实施方式。不同之处是,对于按照图27的实施方式设有两个分开的阀簧76和76’。第一阀簧76在这里只加载最小压力阀7的第一阀体70。第二阀簧76’在这里只加载过压终止阀7’的第二阀体70’。由此可以单独地确定使两个阀体70和70’在关闭方向上预加载的力。按照图27的实施方式的其余部分对应于按照图24至26所述的实施方式。
图28以纵向截面图示出一个离心器的局部,它具有一个不同的最小压力阀7。在这里最小压力阀7也安置在轴5里面。该轴5在其下端部50上构成一个螺纹,它旋进外壳部件10’中心中的一个相应螺纹孔里面。在轴5的外圆周上,一个轴承套21作为一个下滑动轴承51的一部分位于轴的下螺纹端部50上面。驱动部件3的管体30的下端部在外面位于轴承套21上。
所述轴5的下空心截段53.1构成油入口18。从下面还将一个套状的金属体装进该截段53.1里面,它构成一个用于最小压力阀7的阀体70的阀座75。
所述阀体70设置在阀座75上方,并且在轴5的空心截段53.1里面轴向滑移地导引。通过弹簧76使阀体70在关闭方向上预加载。
在图28中示出最小压力阀7的打开位置,在该位置阀体70通过在油入口18上存在的润滑油压力克服弹簧76的力向上滑移。在这个位置阀体70从其阀座75上抬起并且一个径向通道54,它从轴5的空心截段53.1导引到反冲喷嘴34的分支通道33。通过这个通流路径,一个较大的第一润滑油分流流到驱动部件3、准确地说流到其反冲喷嘴34。
一个第二润滑油分流向上流到轴5中的一个第二空心截段53.2,并通过这个通流路径流到在这里未示出的污物捕集部件4。这个通流路径的一个截段在此透穿阀体70导引,为此该阀体在其上部、在其长度的绝大部分上配有一个长孔形式的中心油通道74。靠近阀体70的下端端部,该中心油通道74过渡到两个径向孔,这两个径向孔在阀体70的外圆周上通出。通过这种方式在阀体70的外圆周与空心截段53.1的内圆周之间构成一个节流位置37,它负责润滑油在到上部空心截段53.2和到离心器1的污物捕集部件4方向上的一个确定的流量。
在入口18上没有润滑油压力时,弹簧76将阀体70顶压到其关闭位置,在该位置它密封地顶靠在阀座75上。在这个位置密封地封闭第一润滑油分流到驱动部件3和第二润滑油分流到污物捕集部件4的两个通流路径。
图29示出图28的最小压力阀7的一种变型方案,其中不同之处是,对于按照图29的最小压力阀7,其阀体70不具有油通道。而是在这里规定,在阀体70的外圆周与空心截段53.1的内圆周之间存在一个确定的环缝,它构成一个用于导引到污物捕集部件4的润滑油分流的节流位置37,并且负责确定的油通流并由此负责使要被通流的润滑油以所期望的方式分成到驱动部件3和到在这里也未示出的污物捕集部件4的两个润滑油分流。按照图29的实施方式的其它细节和功能对应于按照图28的实施方式。
图30以纵向截面图示出一个离心器的下部部分。在图30的最下面可以看到所述外壳部件10’与其用于轴5的中心轴架12,该轴通过其下螺纹端部50旋进轴架12里面。所述转子2也仍然通过两个轴承可旋转地支承在轴5上,其中在图30中只可以看到下轴承51,它由滑动轴承构成。
在图30顶部的左边和右边可以看到转子2的污物捕集部件4的下部部位。在这里特殊的是,所述污物捕集部件4的底部42构造了断口42.2。这些断口42.2在这里以孔的形式构成,它们以三个不同半径的相互同心的突缘分布地位于底部42的圆周上。
一个屏蔽盘32.1以轴向间距位于底部42的下方,该屏蔽盘是转子2的驱动部件3的一部分。在底部42与屏蔽盘32.1之间的中间空间构成一个用于已清洁的油的油出口47。
所述驱动部件3还包括两个分支通道33,它们分别导引到一个用于驱动转子2的驱动喷嘴34。驱动部件3的管体30中心地从屏蔽盘32.1向上延伸。在驱动部件3与轴5之间设置滑动轴承51。
所述轴5的下端部构成油入口18,在其上向上连接轴5的空心截段53。在分支通道33的高度上,一个穿过轴5壁体的径向通道54使油入口18与分支通道33连接。流到污物捕集部件4的润滑油分流继续向上通流轴5的空心截段53,并且在那里进入污物捕集部件4。
只要在污物捕集部件4中还没有或只有相对微少量的污物颗粒在径向外部沉淀在圆周壁40的内圆周上,来自污物捕集部件4内部的已清洁的润滑油通过径向最外部的断口42.2的突缘向下流到污物捕集部件4的油出口47里面。因此污物捕集部件4位于断口42.2最外部凸缘的径向内部的部分不充满油,由此使污物捕集部件4的重量-包括位于其中的油-保持相对较轻。这一点使转子2在起动时迅速加速并且在给定驱动功率时具有高转速。
当沉淀在圆周壁40内圆周上的污物颗粒团这样厚,使得它覆盖断口42.2的外部突缘时,已清洁的润滑油通过径向向内的下一断口42.2的突缘流出。通过这种方式在污物颗粒团变得越来越厚时限制位于污物捕集部件4中的油量。
在图30的左半部,在污物捕集部件4内部还可以看到多个导向和分隔壁48中的一个导向和分隔壁,它们分别在径向上延伸,并且它们一方面负责在转子2加速时使润滑油同步,另一方面它们起到加固污物捕集部件4的作用,由此使污物捕集部件也可以由塑料制成。
在图30的右半部,在底部42的顶面上附加地设置一个材料层42.3,它是透油的,但是尽可能不允许污物颗粒通过。这个材料层42.3例如由一种毛毡或一种织物制成。
在径向上延伸的、在底面支承底部42的筋肋32.4位于底部42的下方,这些筋肋是驱动部件3的一部分。
图31a示出图30的离心器的按照图30中的截切线A-A的一个截面图。所述污物捕集部件4的圆周壁40位于径向最外边。在底部42的俯视图中在污物捕集部件的径向内部可以看到断口42.2的三个突缘。在图31a中未示出导向和分隔壁48。
在图31a的中心可以看到具有空心内部53的轴5。所述驱动部件3的管体30同心地位于空心内部的径向外部。该管体30与轴5围成环通道30’。
图31b以一个按照图30截切线B-B的横截面图示出图30的离心器。在这里可以看到在屏蔽盘32.1顶面上具有在这里总共四个在径向上延伸的支承筋32.4。所述分支通道33与其从属的相应反冲喷嘴34遮盖地位于屏蔽盘32.1的下方。在图31b的中心截切管体30和轴5。在屏蔽盘32.1的顶面与支承筋32.4之间的部位构成用于从污物捕集部件4中排出的已清洁的润滑油的出口47。
图32示出离心器1的一种实施方式,其特征是,它具有机构,通过该机构使已清洁的润滑油流与从反冲喷嘴34排出的润滑油流分开并且远离转子2的外圆周。为此在外壳部件10’的顶面上与这个顶面的轴向间隔地安置两个屏蔽盘17’和17”,它们轴向相互间隔。一个下屏蔽盘17’以与外壳部件10’顶面的微小轴向间距并在径向内部延伸到靠近用于已清洁的从污物捕集部件4排出的润滑油的出口47。这些通过出口47排出的润滑油通过外壳部件10’顶面与下屏蔽盘17’的底面之间的缝隙空间流到无压力的离心器区13。
从反冲喷嘴34排出的润滑油进入到下屏蔽端17’的顶面与上屏蔽端17”的底面之间的缝隙空间,并且穿过这个缝隙空隙同样流到无压力区13。通过这种方式使来自出口47的润滑油分流与来自反冲喷嘴34的润滑油分流不相互干扰地影响。此外还负责使可观的流出的润滑油不到达转子2的外圆周、准确地说是其污物捕集部件4的外圆周,由此避免由于到达转子外边的润滑油引起转子2不期望地制动。
在图32的右边在离心器1的中心处还可以看到一个在油入口18上的最小压力阀7,它对应于按照图29的实施方式。
图33示出一个离心器的局部,其特征是,所述轴5为了支承转子2在这里与外壳部件10’一体式地构成。由轴5与外壳部件10’一体式组成的结构部件在此由于重量的原因最好由一种轻金属制成。因为轻金属、如铝或镁在位于滑动轴承中的滑动副方面具有不利的特性,因此在这里按照图33还规定,在轴5下端部分的外圆周上安置、最好紧紧地压上一个轴承套51’。为了保证这个轴承套51’具有一个精确的圆的外圆周,适宜地在将轴承套51’压到轴5上以后通过磨削将其外圆周加工成一个精确的圆柱形外圆周形状。
所述轴承套21作为转子、在这里是其驱动部件3的一部分安置在轴承套51’的外圆周上。
一个设置在轴5空心截段53中的最小压力阀7对应于已经借助于图29所述的实施方式。图33中的其它部件和附图标记请参阅上述的附图描述。
图34以纵向截面图示出一个离心器的中心上端部位的局部。在图34的最上面可以看到封罩14的中心部位。在其下面可以看到转子2的一部分,在这里是污物捕集部件4的顶壁41的一个中心局部。轴5在图34的中心垂直地延伸,该轴构造了一个空心内部53。该轴5被管体30间隔地包围,该管体是转子2在这里不可见的驱动部件3的一部分。
作为分流输送到污物捕集部件4的润滑油从下面穿过轴5的空心内部53向上流动,并从这个轴穿过滚动轴承52上方的一个径向的孔进入到环通道30’的上端部区域。两个油入口44从那里导引到污物捕集部件4的内部。
在油入口44的径向外部,在管体30的上端部部位上安置、在这里压上一个突缘39,它轴向向下和径向向外封闭并且轴向向上敞开。这个突缘39与管体30的上端部部位的外圆周构成一个环缝,它负责使通流入口44的润滑油均匀分布在污物捕集部件4的圆周方向上,并且尽可能远地在上部直接在顶壁41下面进入污物捕集部件4。
在这里在转子2的上方还设有一个附加的滚动轴承15’,它定心地固定在封罩14里面。在污物捕集部件4的顶壁41的顶面上构成一个环形的止挡面45,例如以一种粘接的环的形式。通过这个止挡面45可以在转子2旋转时将在其运行中产生的轴向力传导到滚动轴承15’上,由此保证即使在产生轴向引起的力时也保持少摩擦地运行。对于转子2本身的可旋转支承不需要这个附加的轴承15’。
图35示出离心器1的一种实施方式,其特征是,在这里没有设置用于支承转子2的外壳固定的轴,而是使转子2本身包括一个轴,通过该轴所述转子可旋转地支承在离心器1的外壳10中和封罩14上。
所述离心器的转子2在这里还具有一个驱动部件3和一个与其可松开连接的、在轴向可以向上旋出的污物捕集部件4。该驱动部件3包括一个中心的管体30,从该管体在下部伸出两个分别具有一个通到各从属的反冲喷嘴34的分支通道33的臂。在管体30内部构成一个通道30’。
在管体30的下端端部部位中装进、例如压进一个轴承部件51.2,它由一种材料制成,该材料与一个装进外壳部件10里面的轴承套51.1构成一个良好的滑动副。例如该轴承部件51.2由钢制成,而轴承套51.1由青铜制成。其余的驱动部件3优选由一种轻金属、例如铝或镁制成。
在管体30的上端部上,在管体中装进、最好压进一个嵌入件,它构成一个向上突出于转子2的轴颈5”。通过一个上滚动轴承52使转子2上部定心地借助于滚动轴承52支承在封罩14里面。
在通道30’中,在其下部在轴承部件51.2的上方安置一个最小压力阀7,它仍然对应于按照图29的实施方式。当最小压力阀7通过一个在油入口18上在空心轴承部件51.2中存在的油压向上滑移时,流入的润滑油分成两个分流,一个分流通入到喷嘴34的分支通道33,另一分流经过通道30’通过入口44分到污物捕集部件4里面。
在污物捕集部件4中已清洁的润滑油通过设置在径向内部和下部的油出口47离开污物捕集部件,并且与从反冲喷嘴34排出的油流一起进入无压力区13。
在离心器1运行中,所存在的润滑油压负责使转子2在轴向上向上运动,直到由于止挡在上滚动轴承52上不再能够继续轴向滑移。在如图35所示的这个位置,在下面设置的滑动轴承51中不存在轴向上相互顶靠的表面,由此保证滑动轴承51的轻松回转。
图36还以纵向截面图示出图35的离心器1的一种变型方案,其中与图35不同,在图36中转子2的支承通过两个轴承51和52实现,它们设置在驱动部件3的下部。
转子2在此也包括驱动部件3和污物捕集部件4,其在封罩14旋下时可以相互分开。
该驱动部件3在这里也包括一个具有一个在其内部构成的通道30’的中央管体30以及两个侧面突出的臂,它们包括两个通到反冲喷嘴34的通道33。
在管体30的下端部中仍然从下面装进、例如压进一个轴承部件51.2。这个轴承部件51.2位于一个轴承套51.1里面,该轴承套本身装进外壳部件10’中的中心轴承容纳体12里面。
作为第二轴承所述滚动轴承52以微小的轴向间距设置在这个通过轴承套51.1和轴承部件51.2构成的滑动轴承51的上方。这个滚动轴承52以其外圆周同样位于外壳部件10’的中心轴承容纳体12里面,并且以其内圆周位于轴承部件51.2的外圆周上。通过两个轴承51和52的这种布置并通过驱动部件3穿过污物捕集部件4向上延伸使转子可轻松旋转地支承,以及同时足够保证防倾翻转矩。
在转子2的上端部上其管体30封闭。在转子2的上部不存在其它支承。
在管体30内部设置的最小压力阀7相应于先前根据图29中描述的实施方式。
图37以横截面图示出一种离心器的实施方式,其中对于转子2的支承仍然设有一个中心轴5,驱动部件3的管体30围绕该轴同心地延伸。在此在图37中示出的横截面在转子2的上中心部位中位于润滑油到污物捕集部件4内部的入口44的高度上。
所述中心轴5位于图37的中心,它或者与外壳部件10’连接或者是一体式的,如上面所述的那样。所述环通道30’位于轴5的径向外部,该环通道本身径向向外通过作为转子2的驱动部件3的一部分的中心管体30限制。
对于在图37中所示的实施方式的特征是,从管体30的内圆周伸出相互平行且在管体30的纵向上延伸的、成形的筋肋39’。这些筋肋39’负责使在转子2旋转时并由此也在管体30旋转时使通过环通道30’朝入口44方向通流的润滑油有效地置于旋转,由此使来自环通道30’的润滑油易于过渡并均布到入口44中。
在管体30径向外部可以看到在圆周方向上分布设置的导向和分隔壁48,它们的径向内端部与管体30间隔距离。
最后在图37中还可以看到两个相互对置的转矩传递机构6,它们用于将一个转矩从驱动部件3传递到污物捕集部件4,并且这样构成转矩传递机构,使得通过轴向将污物捕集部件4套接到驱动部件上建立转矩传递机构6的啮合,并通过轴向从驱动部件3中旋出污物捕集部件4解除啮合。最后在图37的背景中还可以看到污物捕集部件4的底部42。
图38a以一个纵向截面图示出一个离心器的局部,它具有一个不同的最小压力阀7。按照图38a的其余部件对应于借助于图30描述的实施方式。
所述转子2在这里仍然通过一个滑动轴承51在其下部支承在一个外壳固定的轴5上。该轴5在这里通过其下螺纹端部50旋进在转子2下面的外壳部件10’中的中心轴架12里面。
所述轴承套21位于螺纹端部50上方的轴5下部的外圆周上,该轴承套从下面装进驱动部件3的中心管体30里面。在此轴承套21的顶面构成一个用于最小压力阀7的阀体70的阀座75。该阀体70空心地构成并且在轴5上轴向滑移地导引。通过一个设置在阀体70上方的阀簧76使阀体70在关闭方向上预加载。
只要在轴5下端部的中心油入口18上包括那里设置的空心截段53不存在足够的油压,最小压力阀7就占据其在图38a中所示的关闭位置。在这个位置阀体70密封地顶靠在阀座75上。同时该阀体70径向内部位于轴5的具有较大外径的一个截段5.1上。在这个位置所述阀体70也在其内圆周上通过一个设置在那里的密封环77相对于轴5的截段5.1密封。由此来自油入口18的润滑油既不能通流到两个通道33、也不能通流到环通道30’里面。
如果油入口18上的油压升高超过一个最小压力,则油压使密封体70克服弹簧76的力滑移到其打开位置,如同在图38b中所示的那样。该阀体70现在位于轴5的一个截段5.2的高度上,它具有一个较小的外径,由此在轴5的截段5.2的外圆周与空心阀体70的内圆周之间构成一个环缝。
在阀体70的按照图38b的抬起位置,来自入口18的润滑油通过轴5的空心截段53向上通流,然后分成两个润滑油分流。第一润滑油分流首先径向向外流动,然后向下并继续径向向外流到分支通道33,它们导引到在这里不可见的反冲喷嘴34。第二润滑油分流轴向向上穿过阀体70的空心内部流到环通道30’里面,并且从那里流到污物捕集部件4里面。
图39示出图38a和38b的离心器的一种变型方案,它具有最小压力阀7的一种不同的实施方式。在按照图39的实施方式中,所述中心轴5也通过其下螺纹端部50旋进外壳部件10’中心的轴架12里面。用于可旋转支承转子2的轴承套21通过下滑动轴承51也支承于螺纹端部50上方的轴5下部。所述驱动部件3的管体30的下端部部位位于轴承套21的外部。所述滑动轴承51的轴承缝隙56位于轴5下端部的外圆周与轴承套21的内圆周之间。
在图39中所示的实施方式中,所述轴承套21的上端面与一个径向向内连接在其上的、向上指向的轴5中的一个台阶57部位共同构成一个用于最小压力阀7阀体70的阀座75。为了在关闭方向上预加载该阀体70也通过一个设置在其上面的阀簧76加载。在下截段5.1中具有较大外径并且在其上面的截段5.2中具有较小外径的这种轴5的实施方式与按照图38的实施方式一致。
在图39中示出的最小压力阀7的关闭位置中,所述阀体70密封地顶靠在阀座75上。由此中断一个从入口18到两个通道33和环通道30’的润滑油通流。与按照图38a和38b的实施方式不同,对于按照图39的实施方式,所述阀体70附加地负责封闭在下滑动轴承51中的轴承缝隙56。由此在关闭最小压力阀7时也不使泄漏油流通过轴承缝隙56。
当由于入口18上和轴5的空心截段53中的油压升高使阀体70从其阀座75上克服弹簧76的力抬起时,一方面释放到两个通道33和环通道30’的通流路径,另一方面也敞开用于油进入的轴承缝隙56。由此保证滑动轴承51通过油足够地润滑。
当油压下降时,阀簧76仍然使阀体70顶压在其在图39中可见的关闭位置上。在此该阀体70同时负责使转子2制动,这防止例如在相关的内燃机停机时转子2不期望地长时间再回转。
关于图39中的其它单个部件和附图标记请参阅上述的附图描述。
图40示出所述离心器1的一种实施方式,它的大部分部件与按照上述的图35的离心器实施方式一致。对于按照图40的离心器1不同的是,用于要被清洁的润滑油到污物捕集部件4中的入口44的结构。在这里代替简单的断口设有两个或多个弹性的软管臂44.1作为入口44。在此所述软管臂44.1在其径向内端部上固定在管体30的上端部部位上,并且与管体30内部的通道30’处于通流连接,通过该通道实现要被清洁的润滑油的输送。
在图40的左半部示出转子2的污物捕集部件4处于一种状态,在该状态相对微少的污物颗粒量沉淀在圆周壁40的内表面上。在这里在转子2旋转时软管臂44.1占据在图40左上部所示的、通过离心力引起的位置上,在该位置用于要被清洁的润滑油到污物捕集部件4内部的入口44位于径向外部相对较远且直接在指向内部的已经沉淀的污物颗粒团表面的前面。
在图40的右半部示出转子2处于一种状态,在该状态在污物捕集部件4中已经沉淀一个明显更厚的污物颗粒团,如同污物捕集部件4的使用时间快结束之前所出现的那样。通过径向从外向内生长的污物颗粒团使柔性的软管臂44.1通过其构成入口44的自由端在径向上向内一起移动,由此使软管臂最终占据在图40右半部中可见的位置。通过柔性的软管臂44.1能够使用于要被清洁的润滑油的入口44总是径向这样远地在外部位于污物捕集部件4里面,如同对于已经沉淀的污物颗粒团所允许的那样。
关于在图40中所示的其它部件和附图标记请参阅上述的附图描述。
图41示出所述离心器的一种变型方案,其中所述转子2的污物捕集部件4和驱动部件3通过可调整的定位舌8相互间可松开地连接。
在图41上部可以看到封罩14的中心部位。所述污物捕集部件4的顶壁41位于其下面。在图41的下部可以看到从下向上延伸的用于可旋转地支承转子2的轴5,该轴被转子2的驱动部件3的管体30包围。通过在轴5与管体30之间的环通道30’使要被清洁的润滑油从下向上输送,并且通过入口44进入污物捕集部件4。
在这里多个沿圆周方向上分布地设置的定位舌8与污物捕集部件4的顶壁41的中心部位连接或者一体式地构成。这些定位舌8以基本垂直的方向平行于轴5延伸,并且在其下端部上分别具有一个向内指向的定位钩80。所述定位舌8的上端部分别构成一个操纵端部82,它可以通过手或者一个辅助工具施加一个径向向内指向的力进行操纵。这个操纵力导致定位舌8围绕其回转轴线81摆动,并且由此使定位钩80在径向向外偏转。由此从定位空隙83中释放定位钩80,该定位空隙通过管体30中的油入口44的上部构成。在定位舌8的这种状态下可以在取下封罩14时使污物捕集部件4沿轴向从驱动部件3中旋出。
一个滚动轴承作为用于可旋转地支承转子2的上轴承52位于轴5的上端部部位与管体30的上端之间。在图22中已经描述过的屏蔽环55位于紧靠轴承52的下面。
权利要求
1.用于清洁内燃机润滑油的自由喷射离心器(1),具有一个通过一个可取下的封罩(14)封闭的外壳(10),具有一个可旋转地设置在外壳(10)中的转子(2)并具有用于输入要被清洁的、处于压力下的润滑油的通道和用于排出已清洁的无压力的润滑油的通道,其中所述转子(2)两体式地构成,即,包括一个具有至少一个反冲喷嘴(34)的驱动部件(3)和一个具有一个污物收集区的污物捕集部件(4),其中所述驱动部件(3)可以由一个第一润滑油分流通流,并且所述污物捕集部件(4)可以由一个第二润滑油分流通流,其中所述驱动部件(3)和污物捕集部件(4)设有形状配合连接地相互共同作用的转矩传递机构(6),它们通过将污物捕集部件(4)轴向套接到驱动部件(3)上使其啮合,并且通过将污物捕集部件(4)从驱动部件(3)中轴向引出来脱离啮合,其中为了清除或清洁可以使污物捕集部件(4)与驱动部件(3)分离,并且其中在离心器(1)中设有或安置机构,它们在离心器(1)运行中用于防止或限制污物捕集部件(4)相对于驱动部件(3)的轴向运动性,并且它们在取下封罩(14)时失效或者可以拆下来,其特征在于,-所述驱动部件(3)从下向上延伸进入污物捕集部件(4)中或者透穿这个污物捕集部件延伸,-所述驱动部件(3)包括所有用于可旋转支承转子(2)的部件和,-所述驱动部件(3)防止在打开封罩(14)时轴向引出来地支承。
2.如权利要求1所述的自由喷射离心器,其特征在于,所述驱动部件(3)包括一个中心的、构成一个润滑油通道的管体(30)和至少一个从管体(30)径向向外延伸的喷嘴支承体(31),该喷嘴支承体具有至少一个导引到反冲喷嘴(34)的油分支通道(33)。
3.如权利要求2所述的自由喷射离心器,其特征在于,所述喷嘴支承体(31)具有双层底部的形状,在其中间空间中构成油分支通道(33)。
4.如权利要求2所述的自由喷射离心器,其特征在于,所述喷嘴支承体(31)具有圆盘的形状,在其中构成油分支通道(33)。
5.如权利要求2所述的自由喷射离心器,其特征在于,所述喷嘴支承体(31)以两个或多个管形臂的形式构成,其中穿过每个臂分别延伸一个油分支通道(33)。
6.如权利要求1至5中任一项所述的自由喷射离心器,其特征在于,所述转子(2)支承在一个构成外壳(10)一部分的、刚性或铰接地固定在其余外壳(10)上的轴(5)上,它穿过转子(2)并且它通过其上端部可松开地支承并定心在已套装的封罩(14)里面。
7.如权利要求1至5中任一项所述的自由喷射离心器,其特征在于,所述转子(2)支承在一个构成外壳(10)的一个刚性部分的轴(5)上,它伸进转子(2)并且它通过其上端部与已套装的封罩(14)间隔距离地终结。
8.如权利要求1至5中任一项所述的自由喷射离心器,其特征在于,所述转子(2)在下部和上部分别通过一个轴颈(5’,5”)支承,其中所述轴颈(5’,5”)是转子(2)的部件或者是外壳(10)和其封罩(14)的部件。
9.如权利要求1至8中任一项所述的自由喷射离心器,其特征在于,所述污物捕集部件(4)通过一个轴向下部和轴向上部分别完全或局部敞开的、具有一个径向外圆周壁(40)的空心体构成,其中在轴向下部所述喷嘴支承体(31)在转子(2)的组装状态构成一个向下至少部分限制转子内部空间的底部(42),并且其中在轴向上部所述空心体通过一个独立的、固定或可松开地安置的污物捕集部件封罩封闭。
10.如权利要求1至8中任一项所述的自由喷射离心器,其特征在于,所述污物捕集部件(4)通过一个杯形的、轴向上部敞开的、具有一个径向外圆周壁(40)的空心体构成,其中在轴向上部该空心体通过一个独立的、固定或可松开安置的污物捕集部件封罩封闭。
11.如权利要求1至8中任一项所述的自由喷射离心器,其特征在于,所述污物捕集部件(4)通过一个钟罩形的、在轴向下部完全或局部敞开的、具有一个径向外圆周壁(40)的空心体构成,其中在轴向下部所述喷嘴支承体(31)在转子(2)的组装状态构成一个向下至少部分限制转子内部空间的底部(42)。
12.如权利要求1至8中任一项所述的自由喷射离心器,其特征在于,所述污物捕集部件(4)通过一个罐形的、在轴向下部和轴向上部封闭的、具有一个径向外圆周壁(4)的空心体构成。
13.如权利要求9至12中任一项所述的自由喷射离心器,其特征在于,所述构成污物捕集部件(4)的空心体附加地具有一个径向内部的管形壁(43)。
14.如权利要求1至13中任一项所述的自由喷射离心器,其特征在于,所述转子(2)的驱动部件(3)和污物捕集部件(4)的共同起作用的转矩传递机构(6)设置在其径向内部的轴向上部部位里面。
15.如权利要求1至14中任一项所述的自由喷射离心器,其特征在于,所述转子(2)的驱动部件(3)和污物捕集部件(4)的共同起作用的转矩传递机构(6)设置在其轴向下部部位里面。
16.如权利要求5至15中任一项所述的自由喷射离心器,其特征在于,所述污物捕集部件(4)在底部具有一个轴向搭接驱动部件(3)臂的、与臂构成转子(2)的驱动部件(3)和污物捕集部件(4)的共同起作用的转矩传递机构(6)的轮廓。
17.如权利要求16所述的自由喷射离心器,其特征在于,所述污物捕集部件(4)的底面轮廓附加地以与驱动部件(3)的臂轴向可啮合和可脱离啮合的定位连接构成。
18.如上述权利要求中任一项所述的自由喷射离心器,其特征在于,所述污物捕集部件(4)在其内部具有径向或基本径向延伸的导向和加强壁(48)。
19.如权利要求18所述的自由喷射离心器,其特征在于,所述导向和加强壁(48)的径向内部端部构成转矩传递机构(6)的一个污物捕集部件端的部件,并且所述转子(2)的驱动部件(3)和污物捕集部件(4)的共同起作用的转矩传递机构(6)设置在其在管体(30)长度的至少一部分上延伸的径向内部部位里面。
20.如权利要求1至19中任一项所述的自由喷射离心器,其特征在于,所述驱动部件(3)和污物捕集部件(4)的共同起作用的转矩传递机构(6)通过轴向可拼接和可分离的多棱轮廓或齿形或波浪形或槽-榫结构相应在径向上看去没有或具有壁凹(60)-构成。
21.如权利要求20所述的自由喷射离心器,其特征在于,所述驱动部件(3)和污物捕集部件(4)的共同起作用的转矩传递机构(6)通过进入斜面和/或进入尖端(61)自定位地构成。
22.如权利要求9至21中任一项所述的自由喷射离心器,其特征在于,所述构成转子(2)的污物捕集部件(4)的空心体是一个一体式的塑料注塑件。
23.如权利要求9至21中任一项所述的自由喷射离心器,其特征在于,所述构成转子(2)的污物捕集部件(4)的空心体是一个由两个塑料注塑件拼接、最好焊接的结构部件。
24.如上述权利要求中任一项所述的自由喷射离心器,其特征在于,分别在转子(2)的驱动部件(3)与污物捕集部件(4)之间的接触部位设有至少一个独立安置或一体式成形的密封件(62)或密封轮廓。
25.如上述权利要求中任一项所述的自由喷射离心器,其特征在于,为了产生两个润滑油分流,将输入到离心器(1)中的润滑油流在离心器(1)中分成两个按照流量给定的、最好通过两个确定的节流位置(34,37)导引的分流,其中一个分流可在压力下输入到驱动部件(3)和其反冲喷嘴(34),而另一分流可通过至少一个入口(44)无压力地输入到污物捕集部件(4)。
26.如权利要求25所述的自由喷射离心器,其特征在于,所述两个节流位置(34,37)设置在离心器的驱动部件(3)里面。
27.如权利要求26所述的自由喷射离心器,其特征在于,所述两个节流位置(34,37)中的一个节流位置通过至少一个节流孔或者通过驱动部件(3)的一个上部轴承(52)以一个确定缝隙尺寸构成,通过该节流位置可将润滑油分流输入到污物捕集部件(4)。
28.如权利要求16所述的自由喷射离心器,其特征在于,所述输入到驱动部件(3)的分流的流量大于输入到污物捕集部件(4)的分流的流量。
29.如权利要求6至8中任一项所述的自由喷射离心器,其特征在于,所述润滑油到离心器(1)的输送不仅对于驱动部件(3)而且对于污物捕集部件(4)都轴向从下部通过轴(5)或下部的轴颈(5’)实现。
30.如权利要求6至8中任一项所述的自由喷射离心器,其特征在于,所述润滑油到离心器(1)的输送对于驱动部件(3)轴向从下部通过轴(5)或下部的轴颈(5’)实现,而对于污物捕集部件(4)单独轴向从上部实现。
31.如上述权利要求中任一项所述的自由喷射离心器,其特征在于,所述用于污物捕集部件(4)的润滑油分流轴向上部径向从内向外以一个环绕的面喷射或者多个分布在圆周方向上的单个喷射的形式可通过至少一个相应成形的入口(44)导入该污物捕集部件。
32.如权利要求31所述的自由喷射离心器,其特征在于,轴向上部在污物捕集部件(4)里面设有至少一个置入部件(41’)用于使流入的润滑油在污物捕集部件(4)的圆周方向上均匀分布。
33.如权利要求25至32中任一项所述的自由喷射离心器,其特征在于,在轴向下部和径向内部在转子(2)上设有至少一个横截面大于入口(44)的油出口(47)。
34.如权利要求33所述的自由喷射离心器,其特征在于,在所述出口(47)的径向外部在转子(2)的底面上和/或在一个位于转子(2)下面的离心器外壳部位(10’)的顶面上设有一个偏转筋结构(17)或一个屏蔽盘(17’),它使来自出口(47)的无压力润滑油流强制到一个转向的、与转子(2)并与由每个反冲喷嘴(34)排出的油射流分离的走向。
35.如权利要求6或7所述的自由喷射离心器,其特征在于,通过一个定位或卡紧或旋紧在轴(5)上的或设置或支承在封罩(14)上的固定件(38)防止驱动部件(3)向上从轴(5)上引出。
36.如权利要求1至35中任一项所述的自由喷射离心器,其特征在于,所述污物捕集部件(4)轴向在顶面并且封罩(14)轴向在底面分别具有一个止挡面(45,15),它们相互间共同作用防止或限制污物捕集部件(4)相对于驱动部件(3)在安置封罩(14)时的轴向运动性。
37.如权利要求6或7所述的自由喷射离心器,其特征在于,一个轴向上部与轴(5)可松开连接的、径向向外突出于轴(5)的止挡体(38)在轴向底面、并且污物捕集部件(4)在轴向顶面分别具有一个止挡面,它们相互间共同作用防止或限制污物捕集部件(4)相对于驱动部件(3)在离心器(1)运行中的轴向运动性。
38.如权利要求35和37所述的自由喷射离心器,其特征在于,所述固定件和止挡体合并成一个结构部件(38)或合并在一个结构部件(38)里面。
39.如权利要求1至35中任一项所述的自由喷射离心器,其特征在于,在所述污物捕集部件(4)的轴向顶面与封罩(14)的轴向底面之间设有另一纯轴向轴承形式的轴承(15’),它防止或限制污物捕集部件(4)相对于驱动部件(3)在安置封罩(14)时的轴向运动性,并且承受污物捕集部件(4)的轴向向上的作用力。
40.如上述权利要求中任一项所述的自由喷射离心器,其特征在于,所述污物捕集部件(4)在轴向底面并且封罩(14)在轴向底面分别具有相互间可啮合和可脱离啮合的耦联机构(19,49)、最好是定位机构,它们在安置封罩(14)时相互间不接触,并且它们在取下封罩(14)时在与驱动部件(3)分离的条件下轴向向上携带污物捕集部件(4)。
41.如上述权利要求中任一项所述的自由喷射离心器,其特征在于,所述驱动部件(3)和污物捕集部件(4)在其与外壳(10)共同作用的部件方面具有一种造型和尺寸,其允许将驱动部件(3)和污物捕集部件(4)安装到现有的、目前配有一个常用的转子的离心器里面。
42.如权利要求22至41中任一项所述的自由喷射离心器,其特征在于,所述污物捕集部件(4)是无金属的,并且构成污物捕集部件(4)的塑料是种类单一的、最好是一种可回收的塑料并且可以无有害物质或少有害物质地燃烧。
43.如上述权利要求中任一项所述的自由喷射离心器,其特征在于,在一个将润滑油输入到离心器(1)的通道(53)中设置一个最低压力起动阀(7),它只有在超过一个可预先给定的进入端油压以后才向离心器(1)开始供油。
44.如上述权利要求中任一项所述的自由喷射离心器,其特征在于,所述自由喷射离心器是一个包括内燃机的至少另一附属设备、尤其是一个油过滤器和/或油冷却器的模块的一部分,它在建立所需的通流连接的条件下可法兰连接到内燃机上。
45.如权利要求44所述的自由喷射离心器,其特征在于,所述离心器(1)在一个通到位于主流中的油过滤器的辅流中运行,并且通流离心器(1)的辅流最多包括主流体积流的10%、最好5%。
46.如权利要求1所述的自由喷射离心器,其特征在于,所述离心器(1)为了可旋转地支承转子(2)包括一个中心的轴(5),它至少在其长度的一部分上是空心的,并且构成油输入通道(18)的一个截段(53),在这个截段(53)中轴向滑移地设置一个最小压力阀(7)的一个在关闭方向上预加载的阀体(70),该阀体(70)从轴(5)中伸出来并且该阀体(70)的一个密封头(71)位于轴(5)外部并且一个与密封头(71)共同作用的阀座(75)在一个支承轴(5)的离心器外壳部件(10’)上构成,所述油输入通道(18)穿过该外壳部件延伸。
47.如权利要求46所述的自由喷射离心器,其特征在于,所述阀体(70)多体式地由相互连接的单个部件、尤其是密封头(71)、一个柄杆(72)和一个导向端块(73)组成。
48.如权利要求46所述的自由喷射离心器,其特征在于,所述阀体(70)一体式地构成。
49.如权利要求1所述的自由喷射离心器,其特征在于,所述驱动部件(3)包括一个中心的管体(30),它在形成一个用于油输入的环通道(30’)的条件下间隔地包围一个中心轴(5),在该轴上可旋转地支承驱动部件(3),并且在驱动部件(3)的一个上部轴承(52)与污物捕集部件(4)的一个油入口(44)之间的环通道(30’)的一个上部端部部位中设置一个屏蔽环(55),它或者径向内部连接到轴(5)上或者径向外部连接到管体(30)上。
50.如权利要求1所述的自由喷射离心器,其特征在于,所述离心器(1)包括一个中心的空心轴(5),其空心的内部(53)在一个第一轴向部位中构成油输入通道(18)的一个截段,并且在一个第二轴向部位中构成一个油排出通道(13’),在轴(5)的空心内部(53)中限制轴向滑移地设置一个最小压力阀(7)的一个在关闭方向上预加载的、与一个阀座(75)共同作用的第一阀体(70),在阀体(70)中构成一个油通道(74),并且一个过压终止阀(7’)的一个在关闭方向上预加载的第二阀体(70’)与该油通道(74)共同作用。
51.如权利要求50所述的自由喷射离心器,其特征在于,所述第一阀体(70)和第二阀体(70’)的预加载在其关闭方向上通过一个唯一的弹簧(76)产生。
52.如权利要求50所述的自由喷射离心器,其特征在于,所述第一阀体(70)和第二阀体(70’)的预加载在其关闭方向上各通过一个自身的弹簧(76,76’)产生。
53.如权利要求1所述的自由喷射离心器,其特征在于,所述离心器(1)包括一个中心的空心轴(5),其空心的内部(53)在一个第一轴向部位(53.1)中构成用于驱动部件(3)和用于污物捕集部件(4)的油输入通道(18)的一个截段,并且在一个第二轴向部位(53.2)中构成只用于污物捕集部件(4)的油输入通道的一个截段,在轴(5)的空心内部(53)中限制轴向滑移地设置一个最小压力阀(7)的一个在关闭方向上预加载的、与一个阀座(75)共同作用的阀体(70),并且在阀体(70)中构成一个具有确定横截面的油通道(74),其密封座端的开口位于径向外部并且在阀体(70)的一个与密封座(75)共同作用的密封轮廓下游。
54.如权利要求1所述的自由喷射离心器,其特征在于,所述离心器(1)包括一个中心的空心轴(5),其空心的内部(53)在一个第一轴向部位(53.1)中构成用于驱动部件(3)和用于污物捕集部件(4)的油输入通道(18)的一个截段,并且在一个第二轴向部位(53.2)中构成只用于污物捕集部件(4)的油输入通道的一个截段,在轴(5)的空心内部(53)中限制轴向滑移地设置一个最小压力阀(7)的一个在关闭方向上预加载的、与一个阀座(75)共同作用的阀体(70),并且在阀体(70)的外圆周与空心轴(53)的内圆周之间构成一个具有确定横截面的油通道,其密封座端的开口位于径向外部并且在阀体(70)的一个与密封座(75)共同作用的密封轮廓下游。
55.如权利要求1所述的自由喷射离心器,其特征在于,所述污物捕集部件(4)的底部(42)配有沿径向和圆周方向分布布置的断口(42.2),并且在断开的底部(42)的下面与底部轴向间隔地并且在喷嘴(34)上面设置一个封闭的屏蔽盘(32.1),它是驱动部件(3)的一部分,或者在污物捕集部件(4)中在由其封闭的底部(42)的上部设置一个中间底部,它配有沿径向和圆周方向分布布置的断口。
56.如权利要求55所述的自由喷射离心器,其特征在于,所述配有断口(42.2)的底部(42)或中间底部是孔板或筛板。
57.如权利要求55或56所述的自由喷射离心器,其特征在于,在所述底部(42)或中间底部上敷设一个能够通流油地覆盖其断口(42.2)的材料层(42.3),最好是由毛毡或织物制成的材料层。
58.如权利要求1所述的自由喷射离心器,其特征在于,径向在污物捕集部件(4)的一个纯油出口(47)的外部在一个位于转子(2)下面的离心器外壳部件(10’)的顶面上叠置地设置两个屏蔽盘(17’,17”),其中来自纯油出口(47)的无压力的润滑油分流在下面的屏蔽盘(17’)与位于其下面的离心器外壳部件(10’)之间流出并且其中由驱动部件(3)的反冲喷嘴(34)排出的快速通流的润滑油分流通过下面的屏蔽盘(17’)与上面的屏蔽盘(17”)之间的中间空间排出。
59.如权利要求1所述的自由喷射离心器,其特征在于,一个中心的、用于可旋转地支承转子(2)的轴(5)与一个位于转子(2)下面的离心器外壳部件(10’)一体式地构成。
60.如权利要求1所述的自由喷射离心器,其特征在于,在外部在一个中心的、用于可旋转地支承转子(2)的轴(5)上套装至少一个轴承套(51’),它由一种材料制成,该材料与转子(2)中的至少一个轴承套(21)构成一种有利的滑动副。
61.如权利要求60所述的自由喷射离心器,其特征在于,所述轴承套(51’)在其套装在轴(5)上以后在其外圆周上通过磨削加工。
62.如权利要求1所述的自由喷射离心器,其特征在于,所述转子(2)的驱动部件(3)构造有一个中心的管体(30),要被清洁的润滑油可通过该管体输入到污物捕集部件(4),在管体(30)的一个上端部部位中安置至少一个在径向上延伸的断口作为到污物捕集部件(4)的油入口(44),在形成一个环缝空间的条件下在管体(30)的上端部部位的外圆周上设置一个套状的、轴向下部且径向外部封闭的和轴向上部敞开的突缘(39),并且油入口(44)通到环缝空间的下部。
63.如权利要求1所述的自由喷射离心器,其特征在于,所述转子(2)的驱动部件(3)构造有一个中心的管体(30),它构成一个用于可旋转支承转子(2)的轴,该管体(30)在下部和上部支承在离心器(1)的外壳部件(10’,14)上,作为下轴承(51)设置一个滑动轴承,它通过一个装进位于转子(2)下部的外壳部件(10’)中的轴承套(51.1)和一个设置在管体(30)下端部上的、装进轴承套(51.1)的轴承部件(51.2)构成,并且作为上轴承(52)设置一个滚动轴承,它设置在管体(30)的上端部与一个位于转子(2)上的外壳部件、尤其是封罩(14)之间。
64.如权利要求63所述的自由喷射离心器,其特征在于,所述构成用于可旋转支承转子(2)的轴的管体(30)以轴向间隙支承,并且该管体(30)或轴承部件(51.2)的下端面的尺寸按照在离心器(1)运行中产生的油压比例这样设计,使得一个由油压引起的、在转子(2)上向上作用的轴向力基本对应于转子(2)基本上向下作用的轴向重力。
65.如权利要求1所述的自由喷射离心器,其特征在于,所述转子(2)的驱动部件(3)构造有一个中心管体(30),它构成一个用于可旋转支承转子(2)的轴,并且该管体(30)只在下部通过两个轴向相互间隔的轴承(51,52)支承在离心器(1)的一个位于转子(2)下面的外壳部件(10’)上。
66.如权利要求65所述的自由喷射离心器,其特征在于,作为下轴承(51)设置一个滑动轴承,它通过一个装进位于转子(2)下面的外壳部件(10’)中的轴承套(51.1)和一个设置在管体(30)下端部上的、装进轴承套(51.1)的轴承部件(51.2)构成,并且作为上轴承(52)设置一个滚动轴承,它在径向上观察设置在管体(30)的轴承部件(51.2)与位于转子(2)下面的外壳部件(10’)之间。
67.如权利要求1所述的自由喷射离心器,其特征在于,所述离心器(1)构造有一个外壳固定的中心轴(5),并且转子(2)的驱动部件(3)构造有一个中心的、间隔地包围轴(5)的管体(30),通过一个在轴(5)与管体(30)之间的环通道(30’)使要被清洁的润滑油输入到污物捕集部件(4),并且在管体(30)的内圆周上设置径向向内伸进环通道(30’)里面的、在轴向上延伸的筋肋(39’)。
68.如权利要求1所述的自由喷射离心器,其特征在于,所述离心器(1)构造有一个外壳固定的中心轴(5),并且转子(2)的驱动部件(3)构造有一个中心的、间隔地包围轴(5)的管体(30),通过中心轴(5)的一个空心的下部截段(53)可使润滑油输入到离心器(1),通过一个在轴(5)与管体(30)之间的环通道(30’)将一个构成要被清洁的润滑油的分流输入到污物捕集部件(4),在管体(30)的下端部上设置一个滑动轴承套(51’),它支承在中心轴(5)的空心的下部截段(53)上,并且轴承套(51’)的向上指向的端面构成用于一个最小压力阀(7)的一个轴向滑移地在管体(30)中导引的、在关闭方向上预加载的阀体(70)的阀座(75)。
69.如权利要求1所述的自由喷射离心器,其特征在于,所述离心器(1)构造有一个外壳固定的中心轴(5),并且转子(2)的驱动部件(3)构造有一个中心的、间隔地包围轴(5)的管体(30),通过中心轴(5)的一个空心的下部截段(53)使润滑油输入到离心器(1),通过一个在轴(5)与管体(30)之间的环通道(30’)将一个构成要被清洁的润滑油的分流输入到污物捕集部件(4),在管体(30)的下端部上设置一个滑动轴承套(51’),它支承在中心轴(5)的空心的下部截段上,所述轴(5)在轴承套(51’)的上端部的高度上具有一个径向向外突出的台阶(57),并且轴承套(51’)的向上指向的端面和台阶(57)共同构成用于一个最小压力阀(7)的一个轴向滑移地在管体(30)中导引的、在关闭方向上预加载的阀体(70)的阀座(75),其中该阀体(70)在其关闭位置密封地覆盖轴(5)与轴承套(51’)之间的一个轴承缝隙(56)。
70.如权利要求68或69所述的自由喷射离心器,其特征在于,所述阀体(70)是空心的,并且在轴(5)上导引,该轴(5)在其导引阀体(70)的部位中在下部具有一个较大外径的截段(5.1),并在其上部具有一个较小外径的截段(5.2),所述阀体(70)在其内圆周上具有一个密封轮廓或密封件(77),它相对于较大外径的截段(5.1)密封,并且与较小外径的截段(5.2)径向间隔。
71.如权利要求1所述的自由喷射离心器,其特征在于,所述设置在或安置在离心器(1)中的机构通过设置在污物捕集部件(4)上或驱动部件(3)上的具有定位钩(80)的定位舌(8)构成,它们与设置在驱动部件(3)或污物捕集部件(4)上的定位空隙(83)共同起作用,所述机构在离心器(1)运行中用于防止或限制污物捕集部件(4)相对于驱动部件(3)的轴向运动性,并且它们在取下封罩(14)时可以松开。
72.如权利要求71所述的自由喷射离心器,其特征在于,所述定位舌(8)在上部和径向内部以及向下指向地设置在污物捕集部件(4)上,所述定位空隙(83)在上部和径向内部设置在驱动部件(3)上。
73.如权利要求71或72所述的自由喷射离心器,其特征在于,所述定位舌(8)围绕一个回转轴线(81)可摆动地支承,该定位舌(8)构造有一个仍然向上指向且突出的操纵端部(82),并且通过该操纵端部(82)径向向内偏转使相应所属的定位舌(8)通过其定位钩(80)径向向外偏转,并由此与其定位空隙(83)脱离啮合。
74.如权利要求46至73中任一项所述的自由喷射离心器,其特征在于,所述驱动部件(3)由一种金属、最好是轻金属、如铝或镁制成,并且所述污物捕集部件(4)由一种塑料、最好一种热塑性塑料、如聚酰胺或聚乙烯制成。
75.如权利要求1所述的自由喷射离心器,其特征在于,在污物捕集部件(4)的一个上端部中设有在转子(2)旋转时从污物捕集部件中心沿径向向外指向的、柔性的软管臂(44.1)或铰接的管臂作为油入口(44)。
76.如权利要求1所述的自由喷射离心器,其特征在于,在污物捕集部件(4)的上部中设有从其中心沿径向向外指向的、刚性的具有安置在其走向中的孔的管臂作为油入口(44)。
全文摘要
本发明涉及一种用于清洁润滑油的自由喷射离心器(1),它具有包括一个可取下的封罩(14)的外壳(10),具有一个可旋转地设置在外壳(10)中的转子(2)并具有用于输入和排出润滑油的通道,其中所述转子(2)两体式地构成,即,包括一个驱动部件(3)和一个污物捕集部件(4),它们可以分别由一个自身的润滑油分流通流,并且它们构造有转矩传递机构(6),该转矩传递机构可以啮合和脱离啮合,其中可以使污物捕集部件(4)与驱动部件(3)分离,并且设有用于防止或限制污物捕集部件(4)相对于驱动部件(3)的轴向运动性的机构,该机构在取下封罩(14)时失效或者可以拆下来。按照本发明的自由喷射离心器(1)的特征是,所述驱动部件(3)从下向上延伸进入污物捕集部件(4)中或者透穿这个污物捕集部件延伸,使得所述驱动部件(3)包括所有用于可旋转地支承转子(2)的部件,并且所述驱动部件(3)在打开封罩(14)时防止轴向拉出来地支承。
文档编号B04B5/00GK1933911SQ200580008568
公开日2007年3月21日 申请日期2005年3月16日 优先权日2004年3月17日
发明者D·鲍曼, K·格罗塞·维斯曼, N·普林兹 申请人:亨格斯特两合公司
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