DE1259000B - Magnetischer Schmutzabscheider fuer Schmieroel - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

BOId

Deutsche Kl.: 23 c -1/06

Nummer: 1259 000

Aktenzeichen: D 50616 VI a/23 c

Anmeldetag: 19. Juli 1966

Auslegetag: 18. Januar 1968

Die Erfindung bezieht sich auf einen magnetischen Schmutzabscheider für das Schmieröl in rotierenden Maschinen.

Zur Schmutzabscheidung aus dem Schmieröl sind Zentrifugal-Schmutzabscheider bekannt. Diese rotieren mit irgendeinem drehenden Teil der Maschine und besitzen einen Abscheideraum, der einen größeren radialen Abstand von der Drehachse besitzt als die Zutrittsöffnung und die Austrittsöffnung. Die Wirksamkeit dieser Abscheider vermindert sich aber, je kleiner ihre Drehzahl ist und je feiner die abzuscheidenden Teilchen sind. Gerade die besonders störenden Schmutzteilchen, nämlich im Betrieb abgeschliffene Metallpartikeln der Maschine selbst, sind sehr fein.

Es ist ferner bekannt, im Schmieröl einen Permanentmagneten anzuordnen, der Metallteilchen beliebiger Größe an sich zieht, wenn diese in sein Feld geraten. Schwierig ist es hierbei, den gesamten Schmierölstrom am Magneten vorbeizuführen. Außerdem muß er von Zeit zu Zeit gereinigt werden, weil bei zu starker Schmutzschicht die Wirksamkeit nachläßt und außerdem die Gefahr besteht, daß weniger gut festgehaltene Schmutzteilchen vom Ölstrom weggeschwemmt werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen magnetischen Schmieröl-Schmutzabscheider zu schaffen, der unabhängig von der Drehzahl der rotierenden Maschine einen guten Reinigungseffekt hat und Schmutzteilchen über einen langen Zeitraum hinweg, vorzugsweise über die gesamte Lebensdauer der Maschine, aufzunehmen vermag.

Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß ein Zentrifugalabscheider und ein Magnetabscheider derart kombiniert sind, daß der Magnet koaxial im Abscheideraum des Zentrifugalabscheiders angeordnet ist.

Bei dieser Konstruktion sind zunächst die an sich bekannten Wirkungen des Zentrifugalabscheiders und des Magnetabscheiders vorhanden und ergänzen sich gegenseitig. Bei schneller Drehzahl ist der Zentrifugalabscheider voll wirksam; hierbei ist es unerheblich, wenn der Magnetabscheider wegen einer höheren Strömungsgeschwindigkeit des Öls nicht die volle Wirksamkeit besitzt. Bei langsamer Drehzahl ist die Zentrifugalabscheidewirkung geringer; dafür ist aber der Magnet wegen der langsamen Strömungsgeschwindigkeit des Öls in seiner Wirksamkeit nicht behindert.

Darüber hinaus ergänzen sich aber die Funktionen des Zentrifugalabscheiders und des Magnetabscheiders dergestalt, daß sich die jeweiligen Wirkungen Magnetischer Schmutzabscheider für Schmieröl

Anmelder:

Danfoss A/S., Nordborg (Dänemark)

Vertreter:

Dr.-Ing. U. Knoblauch, Patentanwalt,

6000 Frankfurt 1, Kühhornshofweg 10

Als Erfinder benannt:

Carl V. Ohrberg, Nordborg (Dänemark)

verstärken. Der Magnet bremst Metallteilchen, soweit sie nicht an ihm haftenbleiben, in einer Weise, daß die Zentrifugalwirkung besser an ihnen angreifen kann. Der Abscheideraum des Zentrifugalabscheiders dient als Sammelraum auch für vom Magneten festgehaltene Schmutzteilchen. Fallen nämlich Schmutzklumpen vom Magneten ab, werden sie nicht vom Ölstrom weggeschwemmt, sondern im Abscheideraum festgehalten. Bei Maschinen, die gelegentlich höhere Drehzahlen aufweisen, tritt dann jeweils eine Selbstreinigung des Magneten auf, bei der eine zu dicke Schmutzschicht an die Umfangsfläche des Abscheideraumes geschleudert wird.

Eine besonders platzsparende Bauform ergibt sich, wenn der Zentrifugalabscheider ein zylindrisches Gehäuse hat, in dessen beiden Stirnwänden die Ein- und Austrittsöffnungen vorgesehen sind. Ein solches zylindrisches Gehäuse kann einen Mittelzapfen besitzen, auf dem dann ein ringförmiger Magnet aufgesetzt ist.

Wenn man dafür sorgt, daß die Ein- und Austrittsöffnungen einen kleineren Radialabstand von der Drehachse haben als der Magnetumfang, erfährt das Öl beim Eintritt in den Abscheideraum eine Umlenkung um den ein Hindernis darstellenden Magneten, so daß das Öl über einen großen Teil der wirksamen Fläche des Magneten hinweg geführt wird.

Zweckmäßigerweise ist der Magnet axial dichter an den Eintrittsöffnungen als an den Austrittsöffnungen angeordnet. Das Öl kann sich dann im Abscheideraum hinter dem Magneten noch etwas beruhigen, was der zentrifugalen Abscheidewirkung zugute kommt.

Ein solches zylindrisches Gehäuse kann einfach in eine Bohrung der Welle eingesetzt werden, durch die das Schmieröl strömt.

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Es gibt ölhydraulische Maschinen, ζ. B. Zahnrad- Zahl der Öffnungen 19 entspricht daher der Zähnemotoren, bei denen das Lecköl zur Schmierung und zahl des Zahnringes 6. Demzufolge werden die Ver-Kühlung der Lager und der aufeinandergleitenden drängerzellen 21 zwischen den Zähnen des Zahn-Flächen dient. Dieses Prinzip leidet aber darunter, ringes 6 und des Zahnrades 11 abwechselnd mit dem daß zumindest ein Teil des Lecköls durch arbeitende 5 Zulauf 9 und mit dem Ablauf 10 derart verbunden, Teile der Maschine geflossen ist und dabei daß sich eine kontinuierliche Drehung des Motors metallische Abriebteilchen aufgenommen hat. Diese ergibt. Wenn umgekehrt Leistung an der Welle 12 zuTeilchen können an den Schmierstellen erheblichen geführt wird, arbeitet die Maschine als Pumpe. Schaden stiften. Diesem Übelstand wird nach einem Zwischen den feststehenden Teilen 1 und 3 einerweiteren Merkmal der Erfindung dadurch abgeholfen, io seits und den drehbaren Teilen 12 und 14 andererdaß der Schmutzabscheider im Leckölweg zumindest seits befindet sich ein Wellenlager 22, das durch vor dem Wellenlager der Maschine angeordnet ist. Lecköl geschmiert werden soll. Ein Teil des Lecköls Die in der Maschine erfolgende Verschmutzung des fließt unmittelbar von Räumen des Zulaufdrucks zu sauber zugeführten Öls wird daher unmittelbar in der Räumen des Ablaufdrucks, z. B. von den Nuten 15, Maschine wieder beseitigt. Hierfür eignet sich be- 15 17 zu den Nuten 16,18. Der andere Teil des Lecköls sonders der erfindungsgemäße Schmutzabscheider, strömt von Räumen des Zulaufdrucks in den hohlen weil er wenig Platz einnimmt und trotzdem eine hohe Innenraum 23 des Drehschiebers 14, in welchem ein Wirksamkeit besitzt. etwas über dem Ablaufdruck liegender Druck

Für erne ölhydraulische Maschine mit hohlem herrscht. In diesen Hohlraum 23 gelangt das Lecköl Drehschieber empfiehlt es sich, den Schmutzabschei- ao beispielsweise aus den unter Druck stehenden Verder in den Drehschieberhohlraum einzusetzen. drängerzellen 21 längs der Berührungsfläche zwi-Erstens wird hierdurch kein zusätzlicher Platz be- sehen dem Zahnrad 11 und dem Deckel 7 bzw. der nötigt. Zweitens läßt sich das gesamte Lecköl beson- Zwischenscheibe 5. Ähnliches gilt von dem Öl, das ders einfach in dem Hohlraum des Drehschiebers von der Nut 15 längs des Schieberumfangs in Richsammeln. Drittens läßt sich der Hohlraum eines 25 tung auf das Zahnrad 11 strömt und dann an der Drehschiebers oftmals mit einem größeren Durch- Zwischenscheibe 5 nach innen umgelenkt wird. Am messer als eine entsprechende Wellenbohrung aus- linken Ende des Hohlraumes 23 ist ein Schmutzführen, so daß die Zentrifugalabscheidewirkung ver- abscheider eingesetzt, der in Verbindung mit F i g. 2 bessert wird. näher erläutert wird. Von seiner Austrittsseite führen

Die Erfindung wird nachstehend an Hand eines in 30 Kanäle 25 zum Wellenlager 22. Von seinem äußeren

der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels Umfang gelangt das Lecköl über die Umfangsfläche

näher erläutert. Es zeigt des Drehschiebers 14 zur Umf angsnut 16, in der Ah-

F i g. 1 einen Längsschnitt durch einen erfindungs- laufdruck herrscht, zurück. Auch wenn das Lecköl

gemäß gestalteten hydraulischen Zahnradmotor und in den Verdrängerzellen 21 oder während der Wan-

F i g. 2 eine vergrößerte Darstellung des im Leck- 35 derung längs der auseinandergleitenden Flächen Abölweg angeordneten Schmutzabscheiders. riebteilchen mitgenommen haben sollte, wird das

Ein Gehäuse 1 trägt an der einen Seite einen durch Lager 22 mit reinem Öl geschmiert, weil diese Ab-Schrauben 2 befestigten Deckel 3 und an der anderen riebteilchen zuvor in dem Schmutzabscheider 24 zuSeite, ebenfalls durch Schrauben 4 befestigt, eine rückgehalten worden sind.

Zwischenscheibe 5, einen Zahnring 6 und einen 40 Der Schmutzabscheider 24 besitzt zwei ineinander-

Deckel 7. Im Gehäuse 1 sind ferner ein Eintritts- gesteckte Gehäuseteile 26 und 27, die gemeinsam ein

stutzen 8 für das zuströmende Drucköl 9 und ein zylindrisches Gehäuse bilden. Beide Teile 26 und 27

nicht veranschaulichter Austrittsstutzen für das Ab- tragen in ihren Stirnwänden 28 und 29 Eintrittsöff-

lauföl 1© vorgesehen. nungen 30 bzw. Austrittsöffnungen 31. Beide Teile

Mit den nach innen gerichteten Zähnen des Zahn- 45 weisen ferner je einen axial nach innen gerichteten

ringes 6 kämmen die nach außen gerichteten Zähne Zapfen 32 und 33 auf, zwischen denen ein ringförmi-

eines Zahnrades 11, das einen Zahn weniger als der ger Permanentmagnet 34 festgeklemmt ist. Der

Zahnring besitzt und dessen Drehbewegung ehe Magnet ragt demzufolge in den Abscheideraum 35

Kreisbewegung seines Schwerpunktes überlagert ist. des Abscheiders 24 hinein.

Um die Drehbewegung des Zahnrades 11 an eine 50 Der äußere Umfang des Abscheideraumes 35 be-

Hauptwelle 12 übertragen zu können, ist eine sitzt einen größeren Durchmesser als der Kreis, auf

die Kreisbahnbewegung des Schwerpunktes aus- dem die Öffnungen 30 und 31 liegen. Deren radialer

gleichende Gelenkwelle 13 mit dem Zahnrad verbun- Abstand von der Drehachse ist wiederum kleiner als

den, deren anderes Ende in einen Drehschieber 14 der Außenradius des Magneten 34, so daß das durch

eingreift. Dieser ist fest mit der Hauptwelle 12 ver- 55 den Abscheider 24 hindurchtretende Öl die durch die

bunden. Pfeile gekennzeichnete Umlenkung erfährt. Die Um-

Im Drehschieber sind zwei Umfangsnuten 15 und lenkung ist an der Eintrittsseite stärker als an der

16 vorgesehen. Die Umfangsnut 15 steht mit dem Austrittsseite, weil der Magnet 30 axial dichter an Eintrittsstutzen 8 und die Umfangsnut 16 mit dem der Eintrittsseite als an der Austrittsseite angeordnet Austrittsstutzen dauernd in Verbindung. Am Umfang 60 ist. Hierdurch wird die Strömung dicht am Magneten des Drehschiebers 14 sind abwechselnd Axialnuten vorbeigeleitet und erfährt außerdem durch die 17, die mit der Umfangsnut 15 in Verbindung stehen, Zentrifugalkraft eine Umlenkung in Radialrichtung, und Axialnuten 18, die mit der Umfangsnut 16 in Im Betrieb sammeln sich die durch den Magneten Verbindung stehen, vorgesehen. Die Zahl der Nuten abgeschiedenen Schmutzteilchen 36 an der Magnet-

17 und 18 entspricht der Zähnezahl des Zahnrades 65 oberfläche, während die durch Zentrifugalwirkung 11. Im Gehäuse sind Öffnungen 19 vorgesehen, die abgeschiedenen Teilchen 37 sich am Außenumfang über Kanäle 20 zu den Zwischenräumen zwischen den des Abseheideraumes 35 sammeln. Wenn sich zu viele benachbarten Zähnen des Zahnringes 6 führen. Die Teilchen am Magneten 36 gesammelt haben sollten,

so daß er sie nicht mehr festzuhalten vermag, fällt der Schmutzklumpen zu den Teilchen 37 in den Abscheideraum. Der Magnet erfährt eine Selbstreinigung, wenn die Zentrifugalkraft größer wird als die Haftkraft des Magneten.

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Magnetischer Schmutzabscheider für das Schmieröl in rotierenden Maschinen, dadurch gekennzeichnet, daß ein Zentrifugalabscheider und ein Magnetabscheider derart kombiniert sind, daß der Magnet (34) koaxial im Abscheideraum (35) des Zentrifugalabscheiders (24) angeordnet ist.

2. Magnetischer Schmutzabscheider nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zentrifugalabscheider (24) ein zylindrisches Gehäuse (26, 27) hat, in dessen beiden Stirnwänden Ein- ao und Austrittsöffnungen (30, 31) vorgesehen sind.

3. Magnetischer Schmutzabscheider nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das zylindrische Gehäuse (26, 27) zwei Mittelzapfen (32, 33) besitzt, auf denen ein ringförmiger Magnet (34) aufgesetzt ist.

4. Magnetischer Schmutzabscheider nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ein- und Austrittsöffnungen (30,31) einen kleineren Radialabstand von der Drehachse haben als der Magnetumfang.

5. Magnetischer Schmutzabscheider nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Magnet (34) axial dichter an den Eintrittsöffnungen (30) als an den Austrittsöffnungen (31) angeordnet ist.

6. Magnetischer Schmutzabscheider nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das zylindrische Gehäuse (26,27) in eine Bohmng der Welle (13) eingesetzt ist, durch die das Schmieröl strömt.

7. Magnetischer Schmutzabscheider für eine ölhydraulische Maschine, bei der das Lecköl zur Schmierung und Kühlung dient, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß er im Leckölweg zumindest vor dem Wellenlager der Maschine angeordnet ist.

8. Magnetischer Schmutzabscheider nach einem der Ansprüche 1 bis 7 für eine ölhydraulische Maschine mit hohlem Drehschieber, dadurch gekennzeichnet, daß er in den Drehschieberhohlraum eingesetzt ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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