DE10127819A1 - Ölabscheidevorrichtung für Kurbelgehäusegase einer Verbrennungskraftmaschine - Google Patents

Ölabscheidevorrichtung für Kurbelgehäusegase einer Verbrennungskraftmaschine

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Bruno Hezel
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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Ölabscheidevorrichtung (2) für Kurbelgehäusegase einer Verbrennungskraftmaschine, mit einer Vorabscheideeinrichtung (28) einer Zyklonabscheideeinrichtung (30), einer Feinabscheideeinrichtung (32) und gegebenenfalls einer Ventileinrichtung (36), die an einer Zylinderkopfhaube (4) der Verbrennungskraftmaschine kasdadenartig vorgesehen sind; um den Aufbau der Ölabscheidevorrichtung zu vereinfachen und eine einfachere Montierbarkeit zu erreichen, ist vorgesehen, dass die Vorabscheideeinrichtung (28), die Zyklonabscheideeinrichtung (30), die Feinabscheideeinrichtung (32) und die gegebenenfalls vorgesehene Ventileinrichtung (36) an der Außenseite (20) der Zylinderkopfhaube (4) angeordnet und von einer Gehäusehalbschale (6) überfangen sind, die zusammen mit der Außenseite (20) der Zylinderkopfhaube (4) ein Gehäuse für die Abscheidevorrichtung (2) bildet.

Description

    Stand der Technik
  • Die Erfindung betrifft eine Ölabscheidevorrichtung für Kurbelgehäusegase einer Verbrennungskraftmaschine, mit einer Vorabscheideeinrichtung, einer Zyklonabscheideeinrichtung, einer Feinabscheideeinrichtung und gegebenenfalls einer Ventileinrichtung, die an einer Zylinderkopfhaube der Verbrennungskraftmaschine kaskadenartig vorgesehen sind.
  • Im Betrieb einer Verbrennungskraftmaschine entstehen zwischen Kolben, Kolbenringen und Zylinderlauffläche, ggf. auch im Bereich von Ventilführungen Leckgasströme, sogenanntes Durchblasegas. In diesem Durchgaseblas, welches in den Kurbelgehäuseraum oder in ein Nockenwellengehäuse oberhalb des Zylinderkopfs gelangt oder dort hingeführt wird, sind flüssige Bestandteile, in erster Linie feine Öltröpfchen oder niedrig siedende Bestandteile des Motoröls, enthalten. Auch infolge bewegter Triebwerksteile, nämlich Kolben, Pleuel, Kurbelwelle oder Nockenwelle können auch größere Öltröpfchen im Kurbelgehäusegas oder auch im Nockenwellengehäusegas enthalten sein. Man spricht hier auch von Schwallöl. Um die Durchblasegase abzuführen, ist eine Entlüftung des Kurbelgehäuses, die meist über das Nockenwellengehäuse verläuft, vorgesehen. Diese als Kurbelgehäusegase bezeichneten und pulsierend anfallenden Gas/Flüssigkeitsmengen werden durch eine Ölabscheidevorrichtung von den flüssigen Bestandteilen befreit und dann üblicherweise in den Ansaugbereich der Verbrennungskraftmaschine geleitet. Durch die Ölabscheidung werden Verschmutzungen in den nachfolgenden Bereichen vermieden, und die Emission von Kohlenwasserstoffen wird nicht in unerwünschter Weise erhöht.
  • Aus der DE 197 00 733 A1 ist eine Ölabscheidevorrichtung für Kurbelgehäusegase der gattungsgemäßen Art bekannt. Diese Druckschrift offenbart und lehrt, die eingangs genannten Komponenten der Ölabscheidevorrichtung in der Zylinderkopfhaube der Verbrennungskraftmaschine integriert anzuordnen. Hierbei ist die Vorabscheideeinrichtung und die Zyklonabscheideeinrichtung an der Innenseite der Zylinderkopfhaube, also auf der dem Kurbel- bzw. Nockenwellengehäuse zugewandten Seite der Zylinderkopfhaube angeordnet. Die Feinabscheideeinrichtung und die Ventileinrichtung sind zwischen zwei Gehäusedeckelhälften der Zylinderkopfhaube angeordnet und strömungsmäßig der Zyklonabscheideeinrichtung nachgeordnet.
  • Die bekannte Lösung ist mit einem hohen Integrationsaufwand bei der konstruktiven Unterbringung der Ölabscheidekomponenten in der Zylinderkopfhaube verbunden. Sie geht auch mit einer sehr großen Bauhöhe einher. Die jeweilige Integration ist dabei in hohem Maße abhängig von der jeweils vorgegebenen und stets unterschiedlichen Gestaltung der Zylinderkopfhaube.
  • Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Ölabscheidevorrichtung der genannten Art dahingehend zu verbessern, dass sie konstruktiv vereinfacht wird und für eine größere Anzahl von Zylinderkopfhauben-Gestaltungen einsetzbar ist.
  • Diese Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Ölabscheidevorrichtung erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Vorabscheideeinrichtung, die Zyklonabscheideeinrichtung, die Feinabscheideeinrichtung und die gegebenenfalls vorgesehene Ventileinrichtung an der Außenseite der Zylinderkopfhaube angeordnet und von einer Gehäusehalbschale überfangen sind, die zusammen mit der Außenseite der Zylinderkopfhaube ein Gehäuse für die Abscheidevorrichtung bildet und dichtend gegen die Außenseite der Zylinderkopfhaube montierbar ist. Es wird auch Schutz beansprucht für eine Zylinderkopfhaube mit einer an der Außenseite montierten erfindungsgemäßen Ölabscheidevorrichtung.
  • Mit der Erfindung wird also vorgeschlagen, die Komponenten der Ölabscheidevorrichtung außerhalb der eigentlichen Zylinderkopfhaube anzuordnen. Dies eröffnet die Möglichkeit, sämtliche Komponenten in einem Gehäuse, nämlich einer Gehäusehalbschale der Ölabscheideeinrichtung, als vormontierbare Baugruppe zu fertigen und diese Baugruppe dann mit oder ohne zusätzliches Bodenteil als Ganzes modulartig an die Außenseite der Zylinderkopfhaube anzufügen. Insbesondere kann die Zylinderkopfhaube losgelöst von Bauteilen der Ölabscheideeinrichtung am Zylinderkopf montiert werden, um das Nockenwellengehäuse nach oben abzuschließen. Es kann dann oder auch zu einem späteren Zeitpunkt die vorgefertigte Baugruppe der Ölabscheidevorrichtung angebracht werden.
  • Es erweist sich insbesondere als vorteilhaft, wenn die Gehäusehalbschale, welche ein Gehäuse für die Ölabscheidevorrichtung bildet, ein einstückig hergestelltes Kunststoffteil, insbesondere ein Spritzgießteil, ist.
  • Im Hinblick auf die baugruppenspezifische Vormontierbarkeit der Ölabscheidevorrichtung erweist es sich als vorteilhaft, wenn Strömungsleitwandungen der Vorabscheideeinrichtung, ein Wendeleinsatz für die Zyklonabscheidevorrichtung, ein Abscheideeinsatz für die Feinabscheideeinrichtung und vorzugsweise auch die Ventileinrichtung in die Gehäusehalbschale vormontierbar einsetzbar sind. Sämtliche Komponenten können dann bezüglich der Gehäusehalbschale vormontiert werden und als einbaufertige Baugruppe vorgehalten und dann im erwünschten Zeitpunkt der Endmontage an der Zylinderkopfhaube zugeführt werden.
  • Die Gehäusehalbschale sollte vorteilhafterweise eher flach und langgestreckt bauen. Zur Bewältigung von Kurbelgehäusegasen von bis zu 150 l/min hat sich eine Abmessung von nur etwa 295 × 60 × 70 mm (Länge × Breite × Höhe) als ausreichend erwiesen; dabei konnten Ölmengen von 100 bis 200 g/h abgeschieden werden. Um diese Mengen mit nicht gattungsgemäßen modularen Bauformen von extern angefügten Zyklonabscheidevorrichtungen zu erreichen, war bislang eine wesentlich größere Bauhöhe von 175 mm und eine Länge und Breite von 105 × 90 mm erforderlich. Durch die erfindungsgemäße Bauform ist es möglich, flach bauende und langgestreckte Abmaße bei der Konfiguration der Ölabscheidevorrichtung im genannten Bereich zu verwirklichen, die im Hinblick auf ihre Wirksamkeit und Durchsatzmenge sowie Abscheidekapazität hinreichend sind.
  • Es erweist sich als vorteilhaft, wenn die Gehäusehalbschale in Richtung auf die Zylinderkopfhaube erstreckte Umfangsseitenwandungen umfasst, die in einen stirnseitigen der Zylinderkopfhaube zugewandten umlaufenden Rand übergehen, mit dem die Gehäusehalbschale gegen die Außenseite der Zylinderkopfhaube dichtend anlegbar ist.
  • Dieser umlaufende stirnseitige Rand kann in vorteilhafter Weise eine Anlageebene definieren, die dann eine entsprechende ebene Ausbildung der Außenseite der Zylinderkopfhaube im Montagebereich für die Ölabscheidevorrichtung bedingt. Eine Gestaltung der Gehäusehalbschale der Ölabscheidevorrichtung mit in Richtung auf die Zylinderkopfhaube erstreckten Umfangsseitenwandungen, also mit einer im Wesentlichen topfförmigen Geometrie ermöglicht in besonders vorteilhafter Weise die Vormontage sämtlicher Komponenten in dem geschützten und vorgefertigten Gehäuse, welches dann lediglich über seinen Umfangsrand mit der Außenseite der Zylinderkopfhaube verbunden zu werden braucht. Alternativ oder zusätzlich könnte ein Bodenstück die Gehäusehalbschale der Baugruppe, insbesondere bis auf Zustrom und Rücklauföffnungen verschließen.
  • Die Anfügung der Gehäusehalbschale an die Zylinderkopfhaube kann über seitlich von der Gehäusehalbschale vorstehende, insbesondere einstückig an die Gehäusehalbschale angeformte Ösen verwirklicht werden, welche Ösen dann vorteilhafterweise von Schrauben durchgriffen werden, die in entsprechende Gewindeöffnungen in der Oberseite der Zylinderkopfhaube einschraubbar sind. Diese Gewindeöffnungen können insbesondere von domförmigen Erhebungen an der Außenseite der Zylinderkopfhaube ausgebildet sein. Bei dieser Ausführungsform sind dann die Ösen in Montagerichtung der Gehäusehalbschale hinter dem stirnseitigen Rand der Gehäusehalbschale zurückgesetzt. Bei der Montage bilden dann die domförmigen Erhebungen an der Zylinderkopfhaubenaußenseite Montage- und Zentrierhilfen beim Anfügen und korrekten Positionieren der vormontierten Baugruppe. Die Ösen können dabei Anlageflächen beim Festziehen der Schrauben bilden, die eine korrekte Montage gewährleisten. Auch eine Befestigung mittels Kunststoff- Schnapphaken ist denkbar und vorteilhaft.
  • Des Weiteren erweist es sich als vorteilhaft, wenn zwischen einem nach oben mündenden Auslass der Feinabscheideeinrichtung, d. h. in Strömungsrichtung nach einer Austrittsöffnung des Feinabscheideeinsatzes, beispielsweise eines Garnwickels, und einem Auslass der Ölabscheidevorrichtung zur Ansaugeinrichtung der Verbrennungskraftmaschine hin der Strömungspfad im Wesentlichen rechtwinklig nach unten in Richtung auf die Außenseite der Zylinderkopfhaube umgelenkt wird. Durch diese beim Austritt insbesondere zweimalige rechtwinklige Umlenkung im Unterschied zu einer bogenförmigen Ausleitung auf Höhe der Austrittsöffnung des Feinabscheideeinsatzes (wie bei DE 197 00 733 A1) der Feinabscheideeinrichtung wird eine Reduzierung der Baulänge, insbesondere um bis zu 20 mm erreicht. Man spricht hier von einem steil gestalteten Überströmkanal zwischen der Feinabscheideeinrichtung und einem Auslassbereich der Ölabscheidevorrichtung, wo auch die Ventileinrichtung zur Druckregelung und Begrenzung der Kurbelgehäusegase vorgesehen ist.
  • In Fortbildung dieses Erfindungsgedankens erweist es sich als vorteilhaft, wenn zwischen einem die Feinabscheideeinrichtung umfassenden Gehäusebereich und einem den Auslass und/oder die Ventileinrichtung umfassenden Gehäusebereich der Gehäusehalbschale, also unterhalb des vorstehend erwähnten Überströmkanals, eine Aussparung in Form eines notwendigerweise vorgesehenen Volumens der Gehäusehalbschale vorgesehen ist, in welche im montierten Zustand der Ölabscheidevorrichtung eine komplementär geformte Gegenkontur der Zylinderkopfhaubenoberseite eingreift. Durch diesen Eingriff wird ein Totvolumen vermieden, indem sich als tiefste Stelle der Ölabscheideeinrichtung Öl ansammeln kann. Hierdurch wird verhindert, dass bei einer Änderung der Motorlage im Fahrbetrieb eine größere Ölmenge von dort dem Ansaugtrakt und damit dem Brennraum wieder zugeführt wird.
  • Bei der eingangs genannten bekannten Ölabscheidevorrichtung nach DE 197 00 733 A1 ist im Bereich unterhalb des Feinabscheideeinsatzes der Feinabscheideeinrichtung eine Ölrücklauföffnung zum Nockenwellengehäuse ausgebildet. In der Vorabscheideeinrichtung und der Zyklonabscheideeinrichtung abgeschiedene Flüssigkeit, insbesondere Öl, gelangen bei dieser bekannten Ausführungsform über schräge Gehäuseanformungen in den Gehäusebereich der Feinabscheideeinrichtung und werden in dieser dritten Abscheidestufe zusammen mit der dort abgeschiedenen Flüssigkeit zurück in das Nockenwellengehäuse geleitet. Nach einem weiteren unabhängigen Erfindungsgedanken wird vorgeschlagen, das in der Vorabscheideeinrichtung abgeschiedene Öl über eine weitere Rückführöffnung direkt in den Motorraum zurückzuleiten. Dies ist ohne Weiteres möglich, weil im Bereich der Vorabscheideeinrichtung noch kein wesentliches Druckgefälle herrscht und die dort abgeschiedene Flüssigkeitsmenge nach unten einfach abtropfen bzw. ablaufen kann und nicht durch die Strömung in die Vorabscheideeinrichtung hinein mitgerissen wird. Auf diese Weise wird ein großer Teil der im Kurbelgehäusegas enthaltenen Flüssigkeit, nämlich größere Öltropfen, vorabgeschieden und direkt in den Motorraum zurückgeführt. Das Zurückführen, Ablaufen oder Abtropfen dieser Flüssigkeitsmenge erfolgt vorzugsweise durch dieselbe Öffnung in der Zylinderkopfhaube wie die Zuführung des Kurbelgehäusegases in die Ölabscheidevorrichtung. Diese Öffnung umfasst einen vorzugsweise großen Öffnungsquerschnitt, der beispielsweise eine in den Nockenwellengehäuseraum hineinragende, insbesondere gewölbte Abtropfwandung, die von der Zylinderkopfhaube gebildet ist, umfassen kann.
  • Nach einem weiteren ansich unabhängigen Erfindungsgedanken umfasst die Zyklonabscheideeinrichtung eine wendelförmige Strömungsstrecke, die durch eine Wendel mit einem zylindrischen Innenstück gebildet ist, die an der Gehäusehalbschale montierbar sind, wobei das zylindrische Innenstück einen Innendurchmesser Di der wendelförmigen Strömungsstrecke definiert und in verschiedenen Durchmessergrößen vorgehalten wird. Nach diesem Erfindungsgedanken wird also Schutz beansprucht für ein System einer Ölabscheidevorrichtung mit verschiedenen wendelförmigen Strömungsstrecken mit jeweils unterschiedlicher radialer Tiefe gemessen von dem zylindrischen Innenstück zu einem Außendurchmesser der wendelförmigen Strömungsstrecke, der vorzugsweise von der Gehäusehalbschale gebildet wird. Es wird also erfindungsgemäß vorgeschlagen, unter Beibehaltung der Außenabmessung der Zyklonabscheideeinrichtung verschiedene Strömungsstrecken durch verschiedene Wendeln mit variierendem Innendurchmesser und/oder mit variierendem Außendurchmesser durch Einsatz zylindrischer Hülsen in den Gehäusebereich, welcher die Zyklonabscheideeinrichtung bildet, vorzusehen.
  • Legt man z. B. eine Kurbelgasmenge von etwa 65 l/min. z. B. eines Dieselmotors mit 2 bis 2,5 l Hubraum zugrunde, so erweist es sich als vorteilhaft, wenn der Strömungsgang derart bemessen ist, dass das zylindrische Innenstück einen Durchmesser von etwa 8 mm aufweist und der Außendurchmesser des Gehäuses für die Zyklonabscheideeinrichtung mit 51 mm bei einer Wendelganghöhe (Steigung) von 13 mm bemessen wird. Bei einer kleineren Kurbelgehäusegasmenge von nur ca. 50 l/min erweist es sich als vorteilhaft, wenn der Innendurchmesser etwa 18 mm beträgt, um dann infolge des kleineren Strömungsquerschnitts eine in etwa ebenso hohe Strömungsgeschwindigkeit innerhalb der Zyklonabscheideeinrichtung zu erreichen. Bei der geringsten üblicherweise anfallenden Kurbelgehäusegasmenge von 40 1/min dürfte ein Innendurchmesser von etwa 24 mm geeignet sein, wiederum bei einer Wendelhöhe (Steigung) von 13 mm und einem Außendurchmesser von 51 mm.
  • Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den beigefügten Patentansprüchen, der zeichnerischen Darstellung und nachfolgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Ölabscheidevorrichtung. In der Zeichnung zeigt:
  • Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Ölabscheidevorrichtung im montierten Zustand an der Außenseite einer Zylinderkopfhaube;
  • Fig. 2 eine perspektivische Darstellung nach Fig. 1 mit teilweise weggebrochenen Wandungen der Ölabscheidevorrichtung;
  • Fig. 3 eine perspektivische Ansicht der Ölabscheidevorrichtung nach Fig. 1;
  • Fig. 4 eine perspektivische Ansicht der Ölabscheidevorrichtung nach Fig. 3 von unten (die Montageseite an der Zylinderkopfhaube);
  • Fig. 5 eine schematische Schnittansicht durch eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Ölabscheidevorrichtung mit lediglich schematisch angedeuteter Zylinderkopfhaube; und
  • Fig. 6 zwei schematische Darstellungen unterschiedlicher Wendeleinsätze für die Ölabscheidevorrichtung nach Fig. 4.
  • Fig. 1 zeigt in perspektivischer Ansicht eine insgesamt mit dem Bezugszeichen 2 bezeichnete und nachfolgend im Einzelnen zu beschreibende Ölabscheidevorrichtung 2 im montierten Zustand an der Außenseite einer insgesamt mit dem Bezugszeichen 4 bezeichneten Zylinderkopfhaube einer Verbrennungskraftmaschine. Die Fig. 3 und 4 zeigen in perspektivischer Ansicht die Ölabscheidevorrichtung 2. Es wird nachfolgend auch auf Fig. 5 Bezug genommen, die eine Schnittansicht der Ölabscheidevorrichtung 2 teilweise schematisch darstellt.
  • Die Ölabscheidevorrichtung 2 umfasst eine Gehäusehalbschale 6, welche sämtliche Komponenten der Ölabscheidevorrichtung 2 aufnimmt. Die Gehäusehalbschale 6 ist ein einstückig hergestelltes Kunststoffspritzgießteil, welches in Richtung auf die Zylinderkopfhaube 4 erstreckte Umfangsseitenwandungen 8 umfasst. Die Umfangsseitenwandungen 8 gehen aus von einer oberen Deckelwandung 10, wobei mehrere topfförmige Gehäusebereiche 12, 14, 16 gebildet werden. Die jeweiligen Umfangsseitenwandungen 8 gehen in einen stirnseitigen, umlaufenden Rand 18 über, mit dem die Gehäusehalbschale 6 gegen eine Außenseite 20 der Zylinderkopfhaube 4 dichtend anlegbar ist. Die Gehäusehalbschale 6 ist dann über in Fig. 5 angedeutete und in den Fig. 1 bis 4 dargestellte Schrauben 22 mit der Außenseite 20 der Zylinderkopfhaube 4 verschraubbar. Man erkennt von den Umfangsseitenwandungen 8 seitlich vorstehende Ösen 23 der Gehäusehalbschale 6, durch welche die Schrauben 22 hindurchgeführt sind. Die Schrauben 22 sind in domförmige Erhebungen 24, die von der Außenseite 20 der Zylinderkopfhaube 4 vorstehen, eingeschraubt. Um eine Abdichtung des Inneren der Gehäusehalbschale 6 zu erreichen, ist in dem stirnseitig umlaufenden Rand 18 eine im Wesentlichen umlaufende Nut 25 für eine nicht dargestellte aber dort einlegbare Schnurdichtung ausgebildet.
  • Der umlaufenden stirnseitige Rand 18 bildet oder definiert eine Anlageebene 26. Um die Ölabscheidevorrichtung über deren Gehäusehalbschale 6 dichtend gegen die Außenseite 20 der Zylinderkopfhaube 4 anlegen und dort montieren zu können, braucht lediglich ein im Bereich des stirnseitigen Rands 18 verlaufender Bereich an der Außenseite 20 der Zylinderkopfhaube 4 entsprechend eben ausgebildet zu werden. Es sind also keine komplizierten Anpassungsvorgänge an verschieden gestaltete Zylinderkopfhauben erforderlich, sondern die betreffenden verschieden gestalteten Zylinderkopfhauben für verschiedene Verbrennungskraftmaschinen müssen lediglich einen entsprechend der Gehäusehalbschale bzw. entsprechend deren stirnseitigen Rand 18 ausgebildete Außenseite, im einfachsten Fall einen ebenen Abschnitt (jedoch nur entlang des Verlaufs des Rands 18), aufweisen.
  • Der Gehäusebereich 12 bildet eine im Wesentlichen topfförmige Kammer, in der eine Vorabscheideeinrichtung 28 und eine Zyklonabscheideeinrichtung 30 vorgesehen ist. In dem sich daran anschließenden topfförmigen Gehäusebereich 14 ist eine Feinabscheideeinrichtung 32 mit einem beispielsweise als Garnwickel ausgebildeten Feinabscheideeinsatz 34 enthalten. Der gegenüber den Gehäusebereichen 12, 14 weniger hoch bauende Gehäusebereich 16 beinhaltet eine Ventileinrichtung 36, welche einen Auslass 38 der Ölabscheidevorrichtung 2 zur Ansaugseite der nicht dargestellten Verbrennungskraftmaschine freigibt oder verschließt und damit den Druck der Kurbelgehäusegase nach oben begrenzt.
  • Die kaskadenartig angeordneten Abscheidestufen sind wie folgt konzipiert:
    Die Vorabscheideeinrichtung 28 ist oberhalb einer Zuströmöffnung 40 für Kurbelgehäusegase in der Zylinderkopfhaube 4 angeordnet und umfasst, wie aus Fig. 5 ersichtlich, Strömungsleitwandungen 42, die eine vorzugsweise mehrfache Umlenkung der in die Ölabscheidevorrichtung 2 einströmenden Kurbelgehäusegase bewirken. An der tiefsten Stelle nach der ersten Umlenkung innerhalb der Vorabscheideeinrichtung 28 ist eine Rückflussöffnung 44 für in dieser Stufe abgeschiedene Flüssigkeit vorgesehen. Von der Rückflussöffnung 44 am bodenseitigen Ende einer Strömungsleitwandung 42 tropft die abgeschiedene Flüssigkeit dann entgegen der Strömung des Kurbelgehäusegases nach unten ab und gelangt so direkt wieder in den Motorraum unterhalb der Zylinderkopfhaube 4. Am oberen Ende, also im Bereich der Innenseite der Deckelwandung 10, tritt das strömende Kurbelwellengas in die kaskadenartig nachfolgend angeordnete Zyklonabscheideeinrichtung 30 ein. Diese umfasst eine wendelförmige Strömungsstrecke 46. Die wendelförmige Strömungsstrecke 46 ist gebildet durch eine Wendel 48 mit einer zentralen Öffnung 50, durch die ein rohr- oder zylinderförmiges Innenstück 52 hindurchgesteckt und im Wesentlichen dicht mit der Wendel 48 verbunden ist. Die Umfangsränder 54 der Wendel 48 liegen im Wesentlichen dichtend gegen die Innenseite der Umfangsseitenwandungen 8 der Gehäusehalbschale 8 an. Auf diese Weise ist durch das Innenstück 52 die schraubenförmigen Gänge der Wendel 48 und die Gehäusehalbschale 6 die wendelströmige Strömungsstrecke 46 gebildet bzw. begrenzt. Infolge von Trägheitskräften werden die flüssigen Bestandteile in dem wendelförmig strömenden Kurbelgehäusegas radial außen abgeschieden und fließen infolge ihrer Schwerkraft die Wendelstrecke hinab.
  • In ganz besonders vorteilhafter Weise lässt sich die radiale Tiefe der wendelförmigen Strömungsstrecke 46 variieren. Dies kann vorzugsweise durch Einsatz verschiedener Wendeln 48 mit verschiedener radialer Tiefe geschehen, was vorzugsweise durch verschieden große Innenstücke 52 der Wendel 48 bei gleich bleibendem Außendurchmesser der Wendel 48 erreicht wird. Auf diese Art und Weise kann durch Auswahl und Einsetzen unterschiedlicher Wendeln ein unterschiedlicher Strömungsquerschnitt zur Anpassung an verschiedene Motoren und Anwendungsfälle bei ansonsten gleichbleibender Konstruktion und Dimensionierung der Ölabscheidevorrichtung 2 erzielt werden.
  • Die Feinabscheideeinrichtung 32, die strömungsmäßig nachgeordnet in dem Gehäusebereich 14 untergebracht ist, umfasst ein zylindrisches Garnwickel als Feinabscheideeinsatz 34, welches an seiner zylinderkopfzugewandten Seite geschlossen ist. Die strömenden Kurbelgehäusegase treten durch die zylindrische Wandung des Garnwickels hindurch und dabei werden restliche feinste Flüssigkeitströpfchen abgeschieden, die innerhalb des Garnwickels infolge der Schwerkraft nach unten in Richtung auf die Zylinderkopfhaube gelangen. Dort ist eine in Fig. 5 lediglich schematisch angedeutete Ölabführöffnung 56 in der Zylinderkopfhaube vorgesehen. Das Garnwickel umfasst an seinem oberen Ende eine Austrittsöffnung 58. In diesem Bereich ist die Deckelwandung 10 etwas nach oben ausgewölbt. Die durch die Austrittsöffnung 58 strömenden Kurbelwellengase werden dann unmittelbar im Bereich der Auswölbung um 90° umgelenkt und dann abermals um 90° nach unten in Richtung auf die Zylinderkopfhaube 4 umgelenkt. Durch die Ausbildung des aufgewölbten Teils 10 als separates Bauteil wird die Herstellbarkeit der Gehäusehalbschale 6 im Hinblick auf den Formenaufwand wesentlich vereinfacht. Durch die sehr steile Gestaltung des Überströmkanals 60 wird der in Längsrichtung benötigte Baumraum so gering wie möglich gehalten. In eine Aussparung zwischen den Gehäusebereichen 14 und 16 greift eine Gegenkontur 59, welche an der Zylinderkopfhaube ausgebildet ist ein, damit kein Totvolumen gebildet wird, in welchem sich Flüssigkeit ansammeln könnte. Vom Überströmkanal 60 aus gelangt das strömende Kurbelgehäusegas in den Gehäusebereich 16, wo die Ventileinrichtung 36 vorgesehen ist. Die Ventileinrichtung 36 umfasst eine in Fig. 5 schematisch dargestellte Membran 62, die einerseits mit der Atmosphäre in Verbindung steht und andererseits vom Kurbelgehäusegas beaufschlagt wird. Bei maximaler Ansaugung durch die Verbrennungskraftmaschine, wenn also im Auslass 38 der Ölabscheidevorrichtung ein maximaler Unterdruck anliegt, verschließt die Ventileinrichtung 36 eine Öffnung 64, und zwar unter dem Druck der Atmosphäre. Wenn unterhalb der Membran 62 infolge des Kurbelgehäusegases der Druck ansteigt, so wird die Öffnung 64 freigegeben und Kurbelgehäusegase werden der (erneuten) Verbrennung zugeführt.
  • Fig. 6 zeigt in schematischer Andeutung zwei verschiedene Ausführungsformen von Wendeln 48 mit unterschiedlicher radialer Tiefe der Strömungsstrecke, die bei gleichbleibendem Außendurchmesser der Wendel 48 durch zylindrische Innenstücke 52 verschiedenen Durchmessers erreicht sind.

Claims (16)

1. Ölabscheidevorrichtung (2) für Kurbelgehäusegase einer Verbrennungskraftmaschine, mit einer Vorabscheideeinrichtung (28), einer Zyklonabscheideeinrichtung (30), einer Feinabscheideeinrichtung (32) und gegebenenfalls einer Ventileinrichtung (36), die an einer Zylinderkopfhaube (4) der Verbrennungskraftmaschine kaskadenartig vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorabscheideeinrichtung (28), die Zyklonabscheideeinrichtung (30), die Feinabscheideeinrichtung (32) und die gegebenenfalls vorgesehene Ventileinrichtung (36) an der Außenseite (20) der Zylinderkopfhaube (4) angeordnet und von einer Gehäusehalbschale (6) überfangen sind, die zusammen mit der Außenseite (20) der Zylinderkopfhaube (4) ein Gehäuse für die Abscheidevorrichtung (2) bildet.
2. Ölabscheidevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Gehäusehalbschale (6) ein einstückig hergestelltes Kunststoffteil, insbesondere ein Spritzgießteil, ist.
3. Ölabscheidevorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass Strömungsleitwandungen (42) und/oder ein Wendeleinsatz (48) für die Zyklonabscheidevorrichtung (30) und/oder ein Abscheideeinsatz (34) für die Feinabscheideeinrichtung (32) und/oder die Ventileinrichtung (36) in die Gehäusehalbschale (6) vormontierbar einsetzbar sind.
4. Ölabscheidevorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Gehäusehalbschale (6) über ein umlaufendes Dichtelement gegen die Außenseite (20) der Zylinderkopfhaube (4) abgedichtet ist.
5. Ölabscheidevorrichtung nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Gehäusehalbschale (6) in Richtung auf die Zylinderkopfhaube (4) erstreckte Umfangsseitenwandungen (8) umfasst, die in einen stirnseitigen umlaufenden Rand (18) übergehen, mit dem die Gehäusehalbschale (6) gegen die Außenseite (20) der Zylinderkopfhaube (4) dichtend anlegbar ist.
6. Ölabscheidevorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der stirnseitige umlaufende Rand (8) eine Anlageebene (26) definiert.
7. Ölabscheidevorrichtung nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Gehäusehalbschale (6) seitlich vorstehende, insbesondere einstückig angeformte Ösen (23) aufweist, die von Schrauben (22) durchgriffen werden, oder eine Befestigung durch schnappende, rastende oder in beliebiger Weise hintergreifende Elemente vorgesehen ist.
8. Ölabscheidevorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Ösen (23) Endanlageflächen beim Festziehen der Schrauben (22) bilden.
9. Ölabscheidevorrichtung nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen einem nach oben mündenden Auslass (58) der Feinabscheideeinrichtung (32) und einem Auslass (38) der Ölabscheidevorrichtung der Strömungspfad im Wesentlichen rechtwinklig nach unten in Richtung auf die Außenseite (20) der Zylinderkopfhaube (4) umgelenkt wird.
10. Ölabscheidevorrichtung nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen einem die Feinabscheideeinrichtung (32) umfassenden Gehäusebereich (14) und einem den Auslass (38) und/oder die Ventileinrichtung (36) umfassenden Gehäusebereich (16) der Gehäusehalbschale (6) eine Aussparung vorgesehen ist, in welche im montierten Zustand der Ölabscheidevorrichtung eine komplementär geformte Gegenkontur (59) der Zylinderkopfhaubenoberfläche eingreift.
11. Ölabscheidevorrichtung nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in Strömungs- oder Kaskadenrichtung vor der Zyklonabscheideeinrichtung (30) eine Ölablauföffnung (44) vorgesehen ist, durch welche in der Vorabscheideeinrichtung (28) abgeschiedenes Öl aus der Strömungsstrecke entnehmbar ist.
12. Ölabscheidevorrichtung nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche mit wenigstens zwei Wendeln (48) unterschiedlicher radialer Tiefe der Strömungsstrecke, die bei sonst gleichen Außenabmessungen der Zyklonabscheideeinrichtung (30) in einen die Zyklonabscheideeinrichtung umfassenden Gehäusebereich (14) der Gehäusehalbschale (6) wahlweise einsetzbar sind.
13. Ölabscheidevorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Zyklonabscheideeinrichtung (30) eine wendelförmige Strömungsstrecke (46) umfasst, die durch eine Wendel mit einem zylindrischen Innenstück (52) gebildet ist, die an der Gehäusehalbschale (6) montierbar sind, wobei das zylindrische Innenstück (52) einen Innendurchmesser Di der wendelförmigen Strömungsstrecke (46) definiert.
14. Ölabscheidevorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass der maximale Innendurchmesser Di,max bei einer Zyklonabscheideeinrichtung (30) bei einer Wendelganghöhe von 11-15 mm und einem Außendurchmesser Da von 48-54 mm etwa 8 mm (±10%) ist.
15. Ölabscheidevorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass der maximale Innendurchmesser Di,max bei einer Zyklonabscheideeinrichtung (30) bei einer Wendelganghöhe von 11-15 mm und einem Außendurchmesser Da von 48-54 mm etwa 18 mm (±10%) ist.
16. Ölabscheidevorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass der maximale Innendurchmesser Di,max bei einer Zyklonabscheideeinrichtung (30) bei einer Wendelganghöhe von 11-15 mm und einem Außendurchmesser Da von 48-54 mm etwa 24 mm (±10%) ist.
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