DE202016106867U1

DE202016106867U1 - Ölabscheider mit Wellenlagerung zwischen Antriebs- und Abscheidekammer

Info

Publication number: DE202016106867U1
Application number: DE202016106867.3U
Authority: DE
Original assignee: Reinz Dichtungs GmbH; 3Nine AB
Current assignee: Grimaldi Development Se AB
Priority date: 2016-12-09
Filing date: 2016-12-09
Publication date: 2018-03-12
Anticipated expiration: 2026-12-10

Abstract

Ölabscheider (1) mit einem in eine Antriebskammer (12) und eine Abscheidekammer (33) unterteilten Gehäuse (2), einer Trennwand (8), die die Antriebskammer (12) und die Abscheidekammer (33) voneinander trennt, einem in dem Gehäuse (2) angeordneten Rotor (3), welcher ein Abscheideelement (30) in der Abscheidekammer (33), ein Antriebselement (20) in der Antriebskammer (12) und eine sich in die Abscheidekammer (33) und in die Antriebskammer (12) erstreckende Welle (4) aufweist, die das Abscheideelement (30) und das Antriebselement (10) miteinander drehbar verbindet, gekennzeichnet durch ein in der Trennwand (8) zwischen Antriebskammer (12) und Abscheidekammer (33) angeordnetes Lager (14) für die Welle (4).

Description

Die Erfindung betrifft einen Ölabscheider zum Abscheiden von Öl aus gasförmigen Medien. Weiterhin richtet sich die Erfindung auf eine Entlüftungsvorrichtung mit einem erfindungsgemäßen Ölabscheider sowie auf einen Verbrennungsmotor mit einem erfindungsgemäßen Ölabscheider.
Zur Abscheidung von in Gasen befindlichen festen oder flüssigen Partikeln werden verschiedene Arten von Abscheidevorrichtungen verwendet. Eine in der Automobilindustrie verwendete Abscheidevorrichtung von übergeordneter Bedeutung stellen Ölabscheider dar. Diese werden vor allem eingesetzt, um bei Verbrennungsmotoren entstehende Blow-by-Gase zu reinigen. Bei Verbrennungsmotoren entweichen durch Leckage zwischen Kolben, Kolbenringen und Zylinderlaufflächen Blow-by-Gase in das Kurbelgehäuse. Dort nehmen die Blow-by-Gase im Kurbelgehäuse befindliches Öl auf und machen eine Kurbelgehäuseentlüftung notwendig, um einen Druckanstieg zu vermeiden. Um eine solche Entlüftung direkt vom Kurbelgehäuse in die Atmosphäre zu verhindern, werden zur Umsetzung der zulässigen Schadstoffemissionsgrenzen Ölabscheidesysteme eingesetzt. Kleiner werdende Feinölpartikel in Kombination mit hohen Anforderungen an Ölemissionsgrenzwerte erfordern dabei eine ständige Weiterentwicklung dieser Ölabscheidesysteme.
Ölabscheider sind gewöhnlicher Weise unterteilt in eine Abscheidekammer und eine Antriebskammer, d.h. in zwei Kompartiments, durch welche die Rotorwelle verläuft. Die Lagerung der Welle wird in der Regel durch zwei Lager gewährleistet, von denen eines in der Antriebskammer und eines nahe des Einlassbereiches der Blow-By-Gase angeordnet ist. Das durch Schadstoffe wie Verbrennungsrückstände, Kraftstoffreste und Wasseranteile verunreinigte Blow-By-Gas schmiert dabei das Lager am Einlassbereich. Hierdurch dringen einerseits Schadstoffe in das Lager ein, andererseits ist die Lagerschmierung fahrbetriebsabhängig und damit unregelmäßig, wodurch die Lagerlebensdauer und Funktionalität beeinträchtigt werden. Um einen Stoffübergang zwischen beiden Kammern zu verhindern, wird in der Regel ein gesondertes Dichtungselement, beispielsweise eine Labyrinthdichtung, zwischen beiden Kammern als Wellendichtung eingesetzt. Fertigungsbedingt ergibt sich bei derartigen Labyrinthdichtungen jedoch ein großes Spiel im Labyrinthdichtungssystem, welches nur unter verhältnismäßig hohem Aufwand begrenzt werden kann, wodurch die Systemdichtheit zwischen den Kammern suboptimal ist. Darüber hinaus erfordert der Füge- und Montageprozess bei derartiger Konstruktion einen hohen Aufwand, da insbesondere beim Füge- und Montageprozess mehrere Arbeitsschritte zeitgleich durchgeführt werden müssen.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Ölabscheider zur Verfügung zu stellen, der eine verbesserte Systemdichtheit zwischen Antriebskammer und Abscheidekammer gewährleistet, die Lagerschmierung der Lager und damit die Lagerlebensdauer sowie das Ausfallrisiko der Lager verbessert und schließlich einen vereinfachten Füge- und Montageprozess des Ölabscheiders ermöglicht.
Die Aufgabe wird durch den Ölabscheider nach Anspruch 1 sowie die erfindungsgemäße Entlüftungsvorrichtung nach Anspruch 18 und den erfindungsgemäßen Verbrennungsmotor nach Anspruch 19 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Ölabscheiders werden in den abhängigen Ansprüchen gegeben.
Erfindungsgemäß wird ein Ölabscheider offenbart, bei dem die Welle innerhalb des Gehäuses ortsfest, aber drehbar um die Mittelachse der Welle gelagert ist. Dabei ist ein Lager für die Welle in der Trennwand zwischen Antriebskammer und Abscheidekammer gelagert. Dies bedeutet, dass das Lager sich also im Wesentlichen auf Höhe einer gedachten Linie, welche beide Kammern voneinander trennt, befindet und somit im Mittelboden des Ölabscheiders angeordnet ist. Vorteilhafterweise fungiert das Lager dabei als ein Dichtelement, welches einen ungewollten Stoffübergang zwischen beiden Kammern reduziert oder unterbindet.
Ein solcher Ölabscheider ermöglicht es, eine erhöhte Systemdichtheit zwischen Abscheidekammer und Antriebskammer zu bewirken. Dabei werden keine aufwändigen Dichtelemente, beispielsweise Labyrinthdichtungen, nötig, weil das Lager selbst als Dichtelement fungiert. Das Lager ersetzt vorteilhafterweise ein Lager, welches in herkömmlichen Ölabscheidern auf der Seite der Abscheidekammer angeordnet wäre. Dadurch ist ein verkleinerter Bauraum in axialer Richtung der Welle möglich. Dies ermöglicht auch eine wesentlich vergrößerte Querschnittsfläche im Einlassbereich des zu säubernden Gases. Auch der Eintritt des Gases in den Abscheidebereich, d.h. in denjenigen Bereich, in welchem primär die Trennung von Öl und Gas erfolgt, wird dadurch erleichtert, was eine Effizienzsteigerung des Ölabscheiders bewirkt. Darüber hinaus gelingt durch diese Konstruktion die Versetzung des Lagers in einen Bereich, der weiter entfernt von dem Einfluss des durch Öl und Schadstoffe angereichteren Blow-by-Gases liegt, d.h. dem Bereich, in dem das Blow-by-Gas in den Ölabscheider eintritt. Dadurch wird die Verschmutzung des Lagers herabgesetzt und die Lagerlebensdauer verbessert. Zudem resultiert diese konstruktive Gestaltung in einem vereinfachten Füge- und Montageprozess zwischen den einzelnen Bestandteilen des Ölabscheiders sowie in der Möglichkeit, einen Dichtring und ein Kunststoffbauteil einzusparen.
Vorteilhaft ist ebenfalls, dass die Trennwand unmittelbar an Antriebskammer und Abscheidekammer angrenzt. Dies bedeutet, dass kein zusätzlicher Raum, d.h. kein zusätzliches Kompartiment wie eine Beruhigungskammer, zwischen beiden Kammern angeordnet ist. Dies wirkt sich vorteilhaft auf den notwendigen Bauraum und die konstruktive Komplexität des Ölabscheiders aus.
In einer vorteilhaften Ausgestaltungsform ist das zwischen Abscheidekammer und Antriebskammer angeordnete Lager ein Wälzlager, insbesondere ein Rollenlager oder ein Kugellager. Dies bedeutet, dass die Dichtungsfunktion zwischen beiden Kammern durch ein Standardbauteil gewährleistet werden kann.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltungsform ist das Antriebselement ein hydraulisch angetriebenes Antriebselement, beispielsweise eine hydraulische Strömungsmaschine. Dies ermöglicht eine einfache Systemintegration mit bestehenden Bauteilen, da die im Kraftfahrzeugbereich vorhandene Hydraulikpumpe auch für den Ölabscheider genutzt werden kann. Hierbei kann die Zufuhr und Abfuhr des Hydraulikfluides komfortabel an den vorhandenen Bauraum angepasst werden. Unter anderem zeichnet sich die hydraulische Kraftübertragung zudem durch eine hohe Leistungsdichte aus, d.h. es ist möglich, ein großes Drehmoment auf die Welle des Ölabscheiders bei kleinem Bauvolumen auszuüben.
Dabei kann das Hydraulikfluid beispielsweise Öl, insbesondere Motoröl eines Verbrennungsmotors sein. Besonders vorteilhaft daran ist, dass das Motoröl neben der Kraftübertragung für das Antriebselement auch für die Schmierung und den Korrosionsschutz benachbarter Bauteile des erfindungsgemäßen Ölabscheiders genutzt werden kann.
Vorteilhafterweise ist zudem das zwischen Abscheidekammer und Antriebskammer angeordnete Lager zur Antriebskammer hin offen. Mit anderen Worten befindet sich antriebskammerseitig kein Dichtelement im Lager. Dies reduziert Gewicht sowie Bauteilkomplexität des Lagers und ermöglich zudem eine vorteilhafte Lagerschmierung.
Denn in einer weiteren vorteilhaften Erfindung wird das Lager im Mittelboden des Gehäuses mittels des Hydraulikfluides des hydraulisch angetriebenen Antriebselementes geschmiert. Das heißt, dass das Lager an sich ungeschmiert sein kann, und die Schmierung erst durch das Hydraulikfluid gewährleistet wird. Beispielsweise kann das Lager durch schadstoffarmes Motoröl geschmiert werden. Insbesondere ist dies in Verbindung mit einem zur Antriebskammer hin geöffneten Lager möglich. Hier kann das Hydraulikfluid beim Austritt aus dem Antriebselement derart in der Antriebskammer versprüht werden, dass die derart in der Antriebskammer verwirbelten Ölpartikel auch eine Schmierung des Lagers bewirken können. Dies bringt den Vorteil mit sich, dass das Lager konstant mit sehr schadstoffarmem Öl geschmiert wird, was das Ausfallrisiko des Lagers reduziert, die Lebensdauer erhöht und eine reibungsfreie Lagerung dauerhaft gewährleistet.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist das Antriebselement kein hydraulisch angetriebenes Antriebselement, sondern ein elektrisch angetriebenes Antriebselement. In diesem Fall ist das Lager im Mittelboden in aller Regel kein halbseitig geöffnetes Lager, sondern ein geschlossenes Lager, welches in der Regel dauerhaft mit Fett, möglicherweise mit Öl geschmiert wird. Hierdurch wird eine exzellente Regelbarkeit des Systems ermöglicht und Leckageverluste eines hydraulischen Systems müssen nicht konstruktiv berücksichtigt werden.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltungsform ist das zwischen Abscheidekammer und Antriebskammer angeordnete Lager zumindest einseitig mittels eines oder mehrerer gegebenenfalls in die Trennwand, das Lagergehäuse, die Welle oder die Nabe integrierter oder mit der Trennwand oder dem Lagergehäuse stoff-, form- und/oder kraftschlüssig verbundener Deckel zur Abscheidekammer hin und/oder zur Antriebskammer hin geschlossen. Vorzugsweise enthält zumindest ein Deckel dabei Metall oder besteht aus diesem. Hierdurch ist die Möglichkeit gegeben, eine bedarfsgerechte Dichtwirkung durch den mindestens einen Deckel zu erzeugen. Beispielsweise kann der mindestens Deckel auf der Seite der Abscheidekammer angebracht sein, um die Dichtwirkung zu erzeugen. Wenn mehrere Deckel hintereinander geschaltet werden, kann eine Dichtung ähnlich zu einer Labyrinthdichtung geschaffen werden, welche eine vorteilhafte Dichtwirkung aufweist.
Beim oben bereits genannten elektrischen Antrieb ist es besonders vorteilhaft, wenn das zwischen Abscheide- und Antriebskammer angeordnete Lager beidseitig mittels mindestens eines Deckels geschlossen ist. Das Lager ist in diesem Fall zu beiden Seiten hin geschlossen und kann insbesondere als permanent geschmiertes Lager ausgeführt sein.
Vorteilhaft ist das Lager im Mittelboden dabei derart ausgebildet, dass es eine Außenwand und eine Innenwand aufweist, wobei der Deckel - oder im Falle mehrerer Deckel zumindest ein Deckel - ortsfest an der Außenwand und die Außenwand ortsfest an der Trennwand angeordnet ist. Hierbei kann der Deckel als Presssitz in die Außenwand gefügt sein. Dabei ist die Innenwand derart drehbar an der Welle angeordnet, dass zwischen dem Deckel und der Innenwand ein umlaufender Spalt ausgebildet ist.
Insbesondere wenn der Deckel aus Metall gefertigt ist, lässt sich ein solcher Spalt reproduzierbar passgenau und wirtschaftlich fertigen. Eine besonders gute Dichtwirkung ohne übermäßig erhöhten Fertigungsaufwand ist gegeben, wenn er umlaufende Spalt eine Weite w mit 0,05 ≤ w ≤ 0,25 mm, vorteilhafterweise 0,05 ≤ w ≤ 0,15 mm aufweist. Zudem ist dadurch auch eine sehr geringe Reibung sichergestellt.
Ein weiteres Lager kann am Ende der Welle in der Antriebskammer angeordnet sein, und zwar vorzugsweise am Ende jener Seite der Welle, welche von der Abscheidekammer abgewandt ist. Hierdurch ergibt sich eine vorteilhafte Lagerung der Welle, da das schwerste Element der Welle in der Regel das Antriebselement darstellt, welches sich in dieser Ausführungsform unmittelbar zwischen den beiden Wellenlagern befindet.
Dieses weitere Lager kann vorteilhafterweise ein Gleitlager sein, welches vorteilhaft ebenfalls durch das Hydraulikfluid geschmiert wird. Die Ausführungsform des Gleitlagers ist dabei gegenüber einem Wälzlager vorzuziehen, weil das Gleitlager das dem Antriebslement dienende Motoröl besser abdichtet. Demnach weist das Hydrauliksystem unter Einsatz eines Gleitlagers weniger Leckageverluste auf und bedingt dadurch einen höheren Wirkungsgrad der Strömungsmaschine.
In einer vorteilhaften Ausgestaltungsform enthält das im Mittelboden angeordnete Lager zumindest teilweise Metall, insbesondere Edelstahl oder Normalstahl, Keramik und/oder Kunststoff oder besteht aus diesem. Ebenso kann die Trennwand zwischen beiden Kammern, d.h. die Trennwand, welche das Lager umgibt, zumindest teilweise Kunststoff und/oder Metall enthalten oder daraus bestehen. Die Trennwand kann dadurch gewichtsparend konstruiert werden und lässt sich durch ihre leichte Verarbeitbarkeit gut mit den übrigen Bauteilen des Ölabscheiders integrieren.
In einer vorteilhaften Ausgestaltungsform enthalten ein, mehrere oder sämtliche Bauelemente des zwischen Abscheidekammer und Antriebskammer angeordneten Lagers Normalstahl oder Edelstahl oder bestehen daraus. Insbesondere ist es möglich aufgrund der verbesserten Schmierung des Lagers im Mittelboden Normalstahl anstelle von Edelstahl einzusetzen. Bei herkömmlichen Lagerungsformen mit einem Lager in der Abscheidekammer anstelle des Mittelbodens wird aufgrund des schadstoffreichen Blow-By-Gases hingegen in der Regel der Einsatz von Edelstahl notwendig.
Das Abscheideelement kann vorteilhafterweise einen Stapel von übereinander angeordneten, koaxial zur Wellenachse verlaufenden, kegelstumpfförmigen Scheiben aufweisen, der mittels der Welle drehbar um seine axiale Mitte gelagert ist. Durch die Rotation der Welle können die in der Luft bzw. im Gas befindlichen Ölpartikel aufgrund der auftretenden Zentrilfugalkraft nach außen geschleudert und dabei auf Prallwänden abgeschieden werden. Das zu reinigende Gas kann dabei mittig oder von der Peripherie her in die Zwischenräume zwischen den einzelnen kegelstumpfförmigen Scheiben geführt werden. Die Abscheidung der Öltropfen und des Ölnebels kann dabei sowohl an den Scheiben als auch an der Gehäusewand des Ölabscheiders erfolgen.
Vorteilhafterweise ist der Ölabscheider derart ausgeführt, dass der Ölrücklauf über die Innenseite der Gehäusewand der Abscheidekammer, d.h. der Innenwandung der Abscheidekammer, erfolgt. Dabei kann an der Gehäusewand abgeschiedenes Öl der Gravitationskraft folgend in vertikaler Richtung ablaufen und in einem dafür vorgesehenen Kompartiment gesammelt und beispielsweise zu einem Ölsumpf weitergeleitet werden.
Insbesondere muss der Ölrücklauf des abgeschiedenen Öls nicht durch die Trennwand erfolgen. Dies ermöglicht einen vereinfachten Fertigungsprozess für die Trennwand, ohne dass die Ausführung der Abscheidekammer oder Antriebskammer wesentlich komplexer gestaltet wird. Der Ölablauf erfolgt zudem durch Gravitationskraft, ohne dass zusätzliche Antriebsenergie nötig ist. Hierzu kann eine gesonderte Leitung an der Aussenseite der die Abscheidekammer bildenden Gehäusehälfte vorgesehen sein, die die Abscheidekammer mit der Antriebskammer oder dem Ölsumpf verbindet.
Vorteilhaft enthält das Antriebselement und/oder die Welle und/oder eines oder mehrere der weiteren Lager Metalle, insbesondere Kupfer, Aluminium, und deren Legierungen, Messing, Normalstahl, Edelstahl, Keramik, Graphit, Sinterwerkstoffen und/oder Kunststoff oder besteht daraus.
Der Ölabscheider kann so ausgeführt sein, dass er eine Prallwand aufweist, welche benachbart zum Lager im Mittelboden angeordnet ist. Diese Prallwand kann mit der Trennwand, dem Abscheideelement, der Welle, oder anderen rotierenden oder nicht rotierenden Elementen des Ölabscheiders verbunden oder darin enthalten sein. Dabei kann die Prallwand auf der Seite der Antriebskammer und/oder der Abscheidekammer angeordnet sein und kann orthogonal zur Rotationsachse der Welle verlaufen. Hierdurch ist die Möglichkeit geschaffen, die Dichtwirkung zu verbessern. Bei einer Anordnung der Prallwand innerhalb der Antriebskammer kann zusätzlich die Menge des Öls, welche zum Lager im Mittelboden gelangt, beeinflusst werden. Eine solche Prallwand kann somit das Risiko des Ölreißens zwischen beiden Kammern weiter senken.
Die eingangs beschriebene Aufgabe wird zudem gelöst durch eine Entlüftungsvorrichtung mit einem erfindungsgemäßen Ölabscheider. Dabei wird die Entlüftungsvorrichtung insbesondere für die Entlüftung eines Kurbelgehäuses eines Verbrennungsmotors genutzt.
Zudem wird die eingangs beschriebene Aufgabe durch einen Verbrennungsmotor mit einem erfindungsgemäßen Ölabscheider oder einer Entlüftungsvorrichtung gelöst.
Die vorgenannten sowie beanspruchten und in den Ausführungsbeispielen beschriebenen erfindungsgemäß zu verwendenden Bauteile unterliegen in ihrer Größe, Form, Gestaltung, Materialauswahl und technischen Konzeptionen keinen besonderen Bedingungen, so dass die in dem Anwendungsgebiet bekannten Auswahlkriterien uneingeschränkt Anwendung finden können.
Im Folgenden werden einige Beispiele erfindungsgemäßer Ölabscheider gegeben. Dabei bezeichnen in den einzelnen Beispielen gleiche oder ähnliche Bezugszeichen gleiche oder ähnliche Elemente, so dass deren Erläuterung gegebenenfalls nicht wiederholt wird. In den nachfolgenden Beispielen sind auch für die Erfindung nicht wesentliche Merkmale beschrieben. Dies sind neben den gemäß Anspruch 1 vorgesehenen Merkmalen weitere optionale und vorteilhafte Merkmale. Diese können sowohl für sich als auch in Kombination mit weiteren derartigen Merkmalen in dem jeweiligen Beispiel oder auch mit weiteren derartigen Merkmalen in anderen Beispielen in Kombination erfindungsgemäß eingesetzt werden.
Es zeigen

1 eine Schnittzeichnung durch einen erfindungsgemäßen Ölabscheider;
2 einen Querschnitt im Bereich der Lagerung im Mittelboden, mit abscheidekammerseitigem Lagerdeckel;
3 einen Querschnitt im Bereich der Lagerung im Mittelboden, mit abscheidekammerseitigem Lagerdeckel und Prallwand;
4 einen Querschnitt im Bereich der Lagerung im Mittelboden, mit abscheidekammerseitiger Prallwand;
5 einen Querschnitt im Bereich der Lagerung im Mittelboden, mit abscheidekammerseitigem Lagerdeckel und antriebskammerseitiger Prallwand;
6 einen Querschnitt im Bereich der Lagerung im Mittelboden, mit antriebskammerseitigem Lagerdeckel; sowie
7 einen Querschnitt im Bereich der Lagerung im Mittelboden mit abscheidekammer- und antriebskammerseitigem Lagerdeckel.

1 zeigt einen erfindungsgemäßen Ölabscheider 1. Dieser weist einen Rotor 3 und ein Gehäuse 2 auf, welches aus zwei Gehäusehälften 2a und 2b besteht. Zwischen beiden Gehäusehälften 2a und 2b ist eine Trennwand 8 angeordnet, welche den Innenraum des Gehäuses in eine Abscheidekammer 33 und eine Antriebskammer 12 unterteilt. Die Antriebskammer 12 enthält eine Turbine 10 als Antriebselement 20. Die Abscheidekammer 33 enthält ein Ölabscheideelement 30, welches einen kegelstumpfförmigen Scheibenstapel 31 aufweist, der in 1 schematisch dargestellt ist.
Das Antriebselement 10 ist mit dem Ölabscheideelement 30 über eine Welle 4 verbunden, sodass das Ölabscheideelement 30 über die Turbine 10 in eine Drehbewegung um die Mittelachse 9 der Welle 4 versetzt werden kann. Dabei bilden das Ölabscheideelement 30, die Welle 4 und die Turbine 10 Teile des Rotors 3. Die Welle 4 ist in einem keramischen Gleitlager 13, welches am antriebskammerseitigen Ende 34 der Welle 4 angeordnet ist, und einem Kugellager 14, welches im Mittelboden d.h. in der Trennwand 8, angeordnet ist, drehbar gelagert.
Im Betriebszustand des Ölabscheiders 1 wird nun die Turbine 10 angetrieben. Dazu wird Motoröl über eine Öffnung 18 in den Hohlraum 17 der Welle 4 geführt und in Richtung der Turbine 10 weitergeleitet. Das Öl strömt schließlich in die Turbine 10 ein, wodurch die Anströmung ein Drehmoment ausgeübt und der Rotor 3 angetrieben wird. Beim Austritt des Öls aus der Turbine wird das Öl in der Antriebskammer versprüht. Dadurch kann eine Schmierung des Lagers 14 im Mittelboden mittels des austretenden Öls bewirkt werden.
Zu reinigendes Gas kann über einen Kanal 5 zum Ölabscheideelement 30 geleitet werden. Wird nun das Gas in die Zwischenräume zwischen den einzelnen Scheiben des kegelstumpfförmigen Scheibenstapels 31 geleitet, so erfährt das Gas eine hohe Zentrifugalkraft und wird in Richtung der Wand 2a beschleunigt. Dies führt zu einem Abscheiden von Ölnebel und Öltröpfchen auf den Scheiben und auch auf der Innenwand der Gehäusehälfte 2a. Das so gereinigte Gas wird aus dem Ölabscheider über einen Kanal 6 am Mittelboden vorbei abgeführt, während das abgeschiedene Öl über einen weiteren Kanal 7, der hier als Leitung in der Gehäusewand ausgebildet ist, in Richtung der Antriebskammer 12 abgeleitet werden kann. Die Trennwand 8 weist also keine Ölrückführleitung oder dergleichen auf.
2 bis 7 zeigen einen Querschnitt in Detailansicht auf die Lagerung im Mittelboden in verschiedenen Ausführungsformen. Die Ausführungsformen der 2 bis 6 sind dabei für hydraulische Antriebe bevorzugt, da sie eine ständige Schmierung des Kugellagers 14 mittels des Antriebsöls erlauben.
In 2 ist mittig die Welle 4 dargestellt, auf welcher das Kugellager 14 aus Normstahl mit einem Lagergehäuse 15 angeordnet ist. Die Innenwand 141 des Lagers ist drehbar an der Welle 4 angeordnet und axial geringfügig zu dem Abscheideelement 30 beabstandet, während die Außenwand 142 ortsfest an der Trennwand 8 zwischen Antriebs- und Abscheidekammer angeordnet ist. Ein Deckel 143 für das Lager ist über einen Presssitz ortsfest an der Außenwand 142 des Lagers abscheidekammerseitig angeordnet, so dass sich ein umlaufender Spalt 19 zwischen dem Deckel 143 und der Innenwand 141 auf der Seite der Abscheidekammer 33 ergibt. Zur Antriebskammer 12 hin ist das Kugellager 14 offen, so dass das aus der Turbine 10 austretende Motoröl in das Kugellager 14 eindringen und das Kugellager 14 schmieren kann.
In 3 ist zusätzlich zu den Elementen in 2 eine umlaufende, zum Lager 14 benachbarte Prallwand 150 auf dem Abscheideelement 30 angeordnet, sodass sich ein umlaufender Spalt 19 zwischen Prallwand 150 und Trennwand 8 ergibt, welcher jedoch deutlich weiter ist als der Spalt 19 zwischen Deckel 143 und Innenwand 141 des Lagers und nicht fluchtend, sondern versetzt zu diesem verläuft. Durch die Prallwand 150 wird die Dichtwirkung zwischen Antriebs- und Abscheidekammer erhöht.
In 4 ist ein Ausführungsbeispiel dargestellt, in welchem das Lager 14 keinen Deckel aufweist. Stattdessen existiert hier jedoch eine Prallwand 150, welche als Teil der Trennwand 8 ausgebildet ist. Dadurch ergibt sich ein nur 0,1 mm breiter umlaufender Spalt 19' zwischen der Prallwand 150 und dem Abscheideelement 30.
Das Ausführungsbeispiel in 5 enthält wieder einen im Lager 14 integrierten abscheidekammerseitigen Deckel 143 und eine Prallwand 150, welche als Teil der Trennwand 8 ausgebildet ist. Allerdings ist in diesem Ausführungsbeispiel die Prallwand 150 antriebskammerseitig ausgebildet, sodass zusätzlich zum Spalt 19 am Rande des Deckels 143 auch ein Spalt 19' zwischen der Welle 4 und der Prallwand 150 ausgebildet ist.
In 6 ist ein Ausführungsbeispiel dargestellt, in welchem der Deckel 143 ortsfest an der Außenwand 142 des Lagers 14 angebracht ist, wobei der Deckel 143 sich hier antriebskammerseitig befindet. Hierbei ist der Spalt 19 vorzugsweise etwas größer als gebildet als wenn der Deckel 143 abscheidekammerseitig angeordnet ist, er weist hier eine Weite von 0,25 mm auf.
7 zeigt ein Ausführungsbeispiel, wie es vorzugsweise bei elektrischen Antrieben Verwendung findet. Hierbei ist sowohl antriebskammerseitig als auch abscheidekammerseitig jeweils ein Deckel 143, 143' ortsfest an der Außenwand 142 des Lagers 14 angebracht. Der zur Innenwand 141 des Kugellagers 14 verbleibende Spalt 19 bzw. 19" weist jeweils eine Weite von weniger als 0,1 mm auf, so dass das im Kugellager 14 vorhandene Öl oder Schmierfett 144 dauerhaft im Kugellager 14 bleibt.

Claims

Ölabscheider (1) mit einem in eine Antriebskammer (12) und eine Abscheidekammer (33) unterteilten Gehäuse (2), einer Trennwand (8), die die Antriebskammer (12) und die Abscheidekammer (33) voneinander trennt, einem in dem Gehäuse (2) angeordneten Rotor (3), welcher ein Abscheideelement (30) in der Abscheidekammer (33), ein Antriebselement (20) in der Antriebskammer (12) und eine sich in die Abscheidekammer (33) und in die Antriebskammer (12) erstreckende Welle (4) aufweist, die das Abscheideelement (30) und das Antriebselement (10) miteinander drehbar verbindet, gekennzeichnet durch ein in der Trennwand (8) zwischen Antriebskammer (12) und Abscheidekammer (33) angeordnetes Lager (14) für die Welle (4).
Ölabscheider (1) nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das zwischen Abscheidekammer (33) und Antriebskammer (12) angeordnete Lager (14) ein Wälzlager, insbesondere ein Rollenlager oder ein Kugellager (14) ist.
Ölabscheider (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebselement (20) ein hydraulisch angetriebenes Antriebselement (10) ist.
Ölabscheider (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zwischen Abscheidekammer (33) und Antriebskammer (12) angeordnete Lager (14) zur Antriebskammer (12) hin offen ist.
Ölabscheider (1) nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das zwischen Abscheidekammer (33) und Antriebskammer (12) angeordnete Lager (14) ein mittels des Hydraulikfluids geschmiertes Lager (14) ist.
Ölabscheider (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebselement (20) ein elektrisch angetriebenes Antriebselement (11) ist.
Ölabscheider (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zwischen Abscheidekammer (33) und Antriebskammer (12) angeordnete Lager (14) zumindest einseitig mittels eines gegebenenfalls in die Trennwand (8) oder in das Lagergehäuse (15) integrierten oder mit der Trennwand (8) oder dem Lagergehäuse (15) form- und/oder kraftschlüssig verbundenen Deckels (143), vorzugsweise eines Deckels (143) enthaltend oder bestehend aus Metall, zur Abscheidekammer (33) hin und/oder zur Antriebskammer (12) hin geschlossen ist.
Ölabscheider (1) nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das zwischen der Abscheidekammer (33) und der Antriebskammer (12) angeordnete Lager (14) eine Außenwand (142) und eine Innenwand (141) aufweist, wobei ein Deckel (143) ortsfest an der Außenwand (142) und die Außenwand (142) ortsfest an der Trennwand (8) angeordnet ist und die Innenwand (141) drehbar an der Welle (4) angeordnet ist derart, dass zwischen dem einen Deckel (143) und der Innenwand (141) ein umlaufender Spalt (19) ausgebildet ist.
Ölabscheider (1) nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der umlaufende Spalt (19) eine Weite w mit 0,05 ≤ w ≤ 0,25 mm aufweist.
Ölabscheider (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in der Antriebskammer (12) mindestens ein weiteres Lager (13) zur Lagerung der Welle (4) angeordnet ist, vorzugsweise ein an dem der Abscheidekammer (33) abgewandten Ende (34) der Welle (4) angeordnetes weiteres Lager (13).
Ölabscheider (1) nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das weitere Lager (13) ein Gleitlager (13) ist.
Ölabscheider (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zwischen Antriebskammer (12) und Abscheidekammer (33) angeordnete Lager (14) zumindest teilweise aus Metall, Keramik und/oder Kunststoff und/oder die dieses Lager (14) umgebende Trennwand (8) zumindest teilweise aus Kunststoff und/oder Metall besteht oder dieses enthält.
Ölabscheider (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein, mehrere oder sämtliche Bauelemente des zwischen Abscheidekammer (12) und Antriebskammer (33) angeordneten Lagers (14) Keramik, Kunststoff, Normalstahl und/oder Edelstahl enthalten oder daraus bestehen.
Ölabscheider (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Abscheideelement (30) einen Stapel von übereinander angeordneten, koaxial zur Wellenachse (9) verlaufenden, kegelstumpfförmigen Scheiben (31) aufweist, der mittels der Welle (4) drehbar um seine axiale Mitte (9) gelagert ist.
Ölabscheider (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Hydraulikfluid des Antriebselementes (10, 20) Öl ist, insbesondere Motoröl eines Verbrennungsmotors.
Ölabscheider (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebselement (20) und/oder die Welle (4) und/oder eines oder mehrere der weiteren Lager aus Metallen, insbesondere Kupfer, Aluminium, und deren Legierungen, Messing, Normalstahl, Edelstahl, Keramik, Graphit, Sinterwerkstoffen oder Kunststoff bestehen oder diese enthalten.
Ölabscheider (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ölabscheider (1) eine Prallwand (150) aufweist, welche benachbart zum in der Trennwand (8) angeordneten Lager (14) auf der Seite der Antriebskammer (12) und/oder der Abscheidekammer (33) angeordnet ist.
Entlüftungsvorrichtung, insbesondere für die Entlüftung eines Kurbelgehäuses eines Verbrennungsmotors, mit einem Ölabscheider (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
Verbrennungsmotor mit einem Ölabscheider (1) oder einer Entlüftungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche.