DE102005013184B4

DE102005013184B4 - Elektrostatischer Tröpfchenkollektor mit austauschbarer Elektrode

Info

Publication number: DE102005013184B4
Application number: DE102005013184A
Authority: DE
Inventors: Scott P. Heckel; Gregory W. Hoverson; Mark J. Johnson
Original assignee: Cummins Filtration IP Inc
Current assignee: Cummins Filtration IP Inc
Priority date: 2004-04-08
Filing date: 2005-03-22
Publication date: 2013-08-01
Anticipated expiration: 2025-03-23
Also published as: JP2010209920A; US20050224022A1; JP5196200B2; JP4862985B2; US6994076B2; JP2005296948A; DE102005013184A1

Abstract

EDC-Anordnung für eine Kurbelgehäuseentlüftung eines Verbrennungsmotors (22), mit einem Einlass (24) und einem Auslass (28), wobei der Einlass (24) Gas von dem Verbrennungsmotor (22) aufnimmt und der Auslass (28) gereinigtes Gas ableitet, mit einem Behälter (34), einem Montagekopf (36) und einer Coronaentladungselektrodenanordnung (38) in dem Behälter (34), wobei die Elektrodenanordnung (38) von dem Behälter (34) durch einen Abstand (60) beabstandet ist, der Abstand (60) eine Coronaentladungszone (60) bildet und der Behälter (34) eine Kollektorelektrode bildet, wobei der Behälter (34) abnehmbar an dem Montagekopf (36) befestigt ist, um ein Abnehmen und Auswechseln des Behälters (34) und/oder der Elektrodenanordnung (38) zu ermöglichen, und wobei der Behälter (34) den Einlass (24) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektrodenanordnung (38) an dem Behälter (34) angebracht und als Einheit gemeinsam mit diesem von dem Montagekopf (36) abnehmbar ist und dass der Montagekopf (36) den Auslass (28) aufweist.

Description

Die Erfindung betrifft elektrostatische Kurbelgehäuseentlüftungen für Verbrennungsmotoren, einschließlich Dieselmotoren und insbesondere elektrostatische Tröpfchenkollektoren (EDC – Electrostatic Droplet Collector) in solchen Systemen gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.
Unter einer EDC-Anordnung wird im Folgenden die Anordnung eines elektrostatischen Tröpfchenkollektors (EDC – Electrostatic Droplet Collector) verstanden. Eine solche EDC-Anordnung wird üblicherweise in elektrostatischen Kurbelgehäuseentlüftungen verwendet.
Elektrostatische Kollektoren oder Abscheider einschließlich solcher für elektrostatische Kurbelgehäuseentlüftungen für Dieselmotoren sind aus dem Stand der Technik bekannt. In deren einfachster Ausgestaltung ist eine Hochspannungselektrode für eine Coronaentladung in der Mitte einer geerdeten Röhre oder eines Behälters angeordnet. Die geerdete Röhre oder der Behälter bildet eine ringförmige Massefläche, die eine Kollektorelektrode um die Entladungselektrode herum bereitstellt. Eine hohe Gleichspannung im Bereich einiger tausend Volt, beispielsweise 15 kV, an der mittigen Entladungselektrode bewirkt, dass sich eine Coronaentladung in der Nähe der Entladungselektrode aufgrund der hohen elektrischen Feldstärke bildet. Dadurch werden Ladungsträger erzeugt, die eine Ionisation von Gas im Bereich zwischen der Entladungselektrode und der Kollektorelektrode bewirken. Wenn Gas, welches Schwebstoffe enthält, durch diesen Bereich strömt, werden die Schwebstoffe durch die Ionen elektrisch geladen. Die geladenen Schwebstoffe werden dann durch das elektrische Feld elektrostatisch an der inneren Oberfläche der Kollektorelektrode abgeschieden.
Elektrostatische Tröpfchenkollektoren (EDC's) werden in Kurbelgehäuseentlüftungen für Dieselmotoren zum Entfernen von Schwebstoffen einschließlich Öltröpfchen aus dem Leckgas (Blow-By-Gas) verwendet, und zwar beispielsweise so, dass das Leckgas (Blow-By-Gas) in die Atmosphäre oder zu dem Frischlufteinlass des Dieselmotors zur weiteren Verbrennung geleitet werden kann und so eine Leckgas(Blow-By-Gas)-Rezirkulation bereitgestellt wird. EDC's werden auch in Kurbelgehäuseentlüftungen anderer Verbrennungsmotoren eingesetzt zur Aufnahme des Verbrennungsgases des Motors und Rückleitung des gereinigten Gases zu dem Motor.
Die Elektrodenanordnung zur Erzeugung von Coronaentladungen, wie sie derzeit im Stand der Technik verwendet wird ( US 6,221,136 B1 ), weist einen Halter oder eine Spule mit einem in diagonaler Richtung gespannten Draht auf, der einen Durchmesser von ca. 0,15 mm (0,006 in) aufweist. Die Spule wird durch eine zentral angeordnete, sich entlang einer Achse erstreckende Trommel mit zwei ringförmigen Flanschen gebildet, die in axialer Richtung entlang der Trommel voneinander beabstandet sind und sich von der Trommel radial nach außen erstrecken. Der Draht ist einstückig ausgeführt und mehrfach zwischen den ringförmigen Flanschen hin und her gespannt, um eine Mehrzahl von Segmenten bereitzustellen, die sich zwischen den Flanschen erstrecken, axial und teilweise spiralförmig diagonal zwischen den ringförmigen Flanschen gespannt sind und von den ringförmigen Flanschen gehalten werden.
Der bekannte EDC weist einen Einlass zum Aufnehmen eines Aerosols und einen Auslass auf, durch den das gereinigte Gas ausströmt. Der EDC weist ferner einen Behälter und einen Montagekopf auf. Die Elektrodenanordnung ist mittels einer Gewindefassung in den Montagekopf eingeschraubt. Der Behälter ist an einem Flansch mittels einer Schraube abnehmbar an dem Montagekopf befestigt. Eine ähnliche Konstruktion aus einer Elektrodenanordnung, die fest an einem Montagekopf angebracht ist, zeigt die DE 299 05 302 U1 .
Wenn der EDC bei Dieselmotoren eingesetzt wird, bilden sich oftmals Ölrückstände an der Kollektorelektrode, d. h. an der ringförmigen Massefläche, die durch den Behälter bereitgestellt wird. Diese Ölrückstände können zu einer Herabsetzung der Leistung des EDC's führen und zu einem Anstieg der Häufigkeit von Lichtbogenüberschlägen. Bisherige Lösungen dieses Problems sind auf eine Reinigung der Anordnung gerichtet. So wird beispielsweise bei der den Ausgangspunkt der vorliegenden Erfindung bildenden EDC-Anordnung ( US 6,221,136 B1 ) das von der Luft getrennte Öl mittels Schwerkraft in eine Ölwanne geleitet und dort gesammelt. Dennoch können Ölrückstände an der Kollektorelektrode zurückbleiben.
Zur Wartung, insbesondere zum Abnehmen und Auswechseln des Behälters und/oder der Elektrodenanordnung, sind bei dem bekannten EDC zunächst eine Leitung vom Einlass und eine Leitung vom Auslass abzumontieren. Anschließend muss der Behälter von dem Montagekopf abgeschraubt werden. Danach muss die Elektrodenanordnung von dem Montagekopf abgeschraubt werden.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die bekannte EDC-Anordnung so auszugestalten und weiterzubilden, dass eine einfachere Wartung erreicht wird.
Das obige Problem wird bei einer EDC-Anordnung mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1 durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils von Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
Die vorliegende Erfindung stellt einen EDC bereit, bei dem die Elektrodenanordnung zumindest teilweise austauschbar ist. Das Auswechseln kann in regelmäßigen Intervallen oder dann, wenn die Leistung des EDC nachlässt, erfolgen. Ölrückstände stellen somit kein Problem mehr dar. Die Elektrodenanordnung ist in einem einfachen Verfahrensschritt verbindbar und abnehmbar, so dass ein Auswechseln der Elektrodenanordnung in regelmäßigen Wartungsintervallen ermöglicht und vereinfacht ist.
In bevorzugter Ausführung ist ein Teil des EDC's dauerhaft vorgesehen und bleibt angefügt an den Motor oder an andere Bauteile im Motorraum. Es werden nur kostengünstige Elemente der EDC-Anordnung ersetzt. Die Leichtigkeit der Wartung fördert einen regelmäßigen Austausch, wodurch eine Herabsetzung der Leistung vermieden wird.
In weiter bevorzugter Ausführung wird die Elektrodenanordnung in einem einfachen Abschraub-Aufschraub-Schritt ausgewechselt, vergleichbar mit dem Wechsel eines Ölfilters. Die Handhabung ist damit besonders einfach realisiert.
In einer Ausführung werden die Kollektorelektrode und die Entladungselektrode gemeinsam als Einheit von einem Montagekopf der EDC-Anordnung entfernt. In einer anderen Ausführung wird nur die Kollektorelektrode entfernt. Die erste Variante führt zu einer höheren Leistung, da keine Ölrückstände zurückbleiben. Bei der zweiten Variante können nach geringe Ölrückstände bleiben, die auszuwechselnden Bestandteile sind jedoch preiswerter.
Weitere Einzelheiten, Merkmale, Ziele und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele mit Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt
1 eine perspektivische Ansieht eines elektrostatischen Tröpfchenkollektors gemäß der Erfindung,
2 eine Schnittansicht der Anordnung aus 1,
3 eine perspektivische Ansicht eines Bauteils aus 2,
4 eine perspektivische Ansicht eines weiteren Bauteils aus 2,
5 eine perspektivische Ansicht eines weiteren Bauteils aus 2,
6 eine perspektivische Ansicht eines weiteren Bauteils aus 2,
7 eine vergrößerte Ansicht eines Ausschnitts aus 2,
8 eine Explosionsansicht eines Ausschnitts aus 1,
9 eine Schnittansicht eines Ausschnitts aus 8,
10 eine Schnittansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels ähnlich zu 2.
1 zeigt eine EDC-Anordnung 20 (Anordnung eines elektrostatischen Tröpfchenkollektors) für einen Verbrennungsmotor 22 mit einer elektrostatischen Kurbelgehäuseentlüftung Die EDC-Anordnung 20 weist einen Einlass 24 auf zur Aufnahme von Gas von dem Motor, wie Leckgas (Blow-By-Gas) des Dieselmotors, wie bei Pfeil 26 gezeigt, und weist einen Auslass 28 auf zur Rückleitung des gereinigten Gases in die Atmosphäre oder zu dem Motor, wie bei Pfeil 30 gezeigt. Die gesammelten Schwebstoffe werden durch ein Ventil an einem Ablaufanschluss 32 abgelassen, wie es aus dem Stand der Technik bekannt ist. Die Anordnung 20 weist einen zylindrischen Behälter 34 mit dem Einlass 24 auf und einen Montagekopf 36 mit dem Auslass 28. Eine Coronaentladungselektrodenanordnung 38 (2) ist innerhalb des Behälters 34 angeordnet und als Einheit mit diesem von dem Montagekopf 36 abnehmbar, wie im Folgenden beschrieben wird.
Die Coronaentladungselektrodenanordnung 38 weist einen elektrisch isolierenden Halter oder eine Spule 40 mit einem Draht als elektrischen Leiter 42 in diagonaler Richtung gespannt auf, wie es aus dem Stand der Technik bekannt ist. Die Spule 40 wird durch eine mittige hohle Trommel gebildet, die sich axial entlang einer Achse 44 erstreckt und zwei ringförmige Flansche 46, 48 aufweist. Die beiden Flansche 46, 48 sind entlang der Trommel voneinander beabstandet angeordnet und erstrecken sich von der Trommel radial nach außen. Der elektrische Leiter 42 ist einstückig ausgeführt und mehrfach zwischen den ringförmigen Flanschen 46, 48 hin und her gespannt, um eine Mehrzahl von Segmenten bereitzustellen, die sich zwischen den ringförmigen Flanschen 46, 48 erstrecken, axial und teilweise spiralförmig diagonal zwischen den ringförmigen Flanschen 46, 48 gespannt sind und von den ringförmigen Flanschen 46, 48 gehalten werden. In weiteren Ausführungsbeispielen kann die Coronaentladungselektrodenanordnung 38 ausgeführt sein, wie es in der DE 10 2005 013 183 A1 gezeigt ist. Die Spule 40 ist angefügt an einen als elektrisch isolierende Scheibe 50 ausgeführten elektrischen Isolator 50 (2, 4), beispielsweise mittels Schrauben in Löchern 51. Die isolierende Scheibe 50 weist eine Hochspannungselektrode 52 auf, die an der Scheibe 50 mittels einer Gewindemutter 54 befestigt ist, um die Elektrode 52 mit einem Leitungsstreifen 56 zu verbinden, um so Strom zu dem elektrischen Leiter 42 zu leiten, wie es aus dem Stand der Technik bekannt ist. Die isolierende Scheibe 50 weist eine Mehrzahl von Ausgangsöffnungen 58 entlang ihres Umfangs auf, um Gas durch diese von einer Coronaentladungszone 60 in eine Kammer 62 zu leiten. Das Gas strömt von dem Einlass 24 durch die Coronaentladungszone 60 zwischen der Hochspannungselektrode 52 und einer Kollektorelektrode, die durch den ringförmigen, geerdeten Behälter 34 bereitgestellt wird, dann durch die Öffnungen 58 in die Kammer 62 und anschließend durch den Montagekopf 36 zu dem Auslass 28 bei Pfeil 30.
Der Behälter 34 erstreckt sich axial entlang der Achse 44 und weist ein offenes axiales Ende 61 auf, das dem Montagekopf 36 zugewandt ist. Ein Montageblech 63 (2, 5, 7) weist einen ersten Abschnitt 64 auf, der an den Behälter 34 angefügt ist, beispielsweise durch Schweißen oder durch Bördeln des Endes des Behälters 34 um den Abschnitt 64, wie bei 66 gezeigt ist. Das Montageblech 63 weist einen zweiten Abschnitt 68 auf, der abnehmbar an dem Montagekopf 36 befestigbar ist, vorzugsweise mittels einer Gewindeverbindung 70. Der als isolierende Scheibe ausgeführte elektrische Isolator 50 ist vorzugsweise durch eine dauerhafte Klebung mit dem Montageblech 63 verbunden. Das Montageblech 63 weist den ersten Abschnitt 64 auf, der an dem Behälter 34 befestigt ist. Der Abschnitt 64 ist gegenüber dem Montagekopf 36 mit einem Dichtungsring dazwischen, beispielsweise aus Gummi oder einem anderen elastischen Material, abgedichtet. Der zweite Abschnitt 68 des Montageblechs 63 ist mit dem Montagekopf 36 mittels der Gewindeverbindung 70 verbunden. Der Abschnitt 64 des Montageblechs 63 ist an den Behälter 34 an dem offenen axialen Ende 61 des Behälters 34 angefügt. Der Abschnitt 64 und das offene axiale Ende 61 sind gegen den Montagekopf 36 durch den Dichtungsring 72 dazwischen abgedichtet.
Das Montageblech 63 (2, 5, 7) weist eine zwischenliegende Schulter 74 auf die sich radial von dem ersten Abschnitt 64 nach innen zu dem zweiten Abschnitt 68 erstreckt. Der erste Abschnitt 64 erstreckt sich axial von der Schulter 74 nach oben und stützt die Dichtung 72. Der zweite Abschnitt 68 erstreckt sich axial von der Schulter 74 nach unten. Der Abschnitt 68 weist eine erste Seite 76 auf, die radial nach innen gewandt ist und die Gewindeverbindung 70 mit ausbildet. Abschnitt 68 weist eine zweite Seite 78 auf, die radial nach außen gewandt ist. Der elektrische Isolator 50 weist einen äußeren L-förmigen Flansch 80 mit einem ersten Abschnitt 82 und einem zweiten Abschnitt 84 auf. Der erste Abschnitt 82 erstreckt sich axial nach oben entlang der zweiten Seite 78 des zweiten Abschnitts 68 des Montageblechs 63. Der zweite Abschnitt 84 des L-förmigen Flanschs 80 erstreckt sich von dem ersten Abschnitt 82 radial nach innen und unter dem zweiten Abschnitt 68 des Montageblechs 63. Die Kammer 62 ist radial innerhalb der Gewindeverbindung 70 des zweiten Abschnitts 68 des Montageblechs 63 und des Montagekopfs 36 angeordnet.
Der Montagekopf 36 weist einen invertierten L-förmigen Flansch 86 (2, 6, 7) mit einem ersten Abschnitt 88 und einem zweiten Abschnitt 90 auf. Der erste Abschnitt 88 erstreckt sich radial nach außen und oberhalb des ersten Abschnitts 64 des Montageblechs 63 und des offenen axialen Endes 61 des Behälters 34 und ist dagegen mittels der Dichtung 72 durch axiale Kompression abgedichtet. Der zweite Abschnitt 90 des invertierten L-förmigen Flanschs 86 erstreckt sich axial nach unten und weist eine erste Seite 92 auf, die radial nach außen gewandt ist und die Gewindeverbindung 70 mit der ersten Seite 76 des zweiten Abschnitts 68 des Montageblechs 63 bildet. Der zweite Abschnitt 90 des invertierten L-förmigen Flanschs 86 weist eine zweite Seite 94 auf, die radial nach innen gewandt ist und die Kammer 62 definiert. Der zweite Abschnitt 90 des invertierten L-förmigen Flanschs 86 erstreckt sich axial nach unten zu einem unteren Ende 96 oberhalb des zweiten Abschnitts 84 des L-förmigen Flanschs 80 des elektrischen Isolators 50. Die Öffnungen 58 erstrecken sich axial durch den zweiten Abschnitt 84 des L-förmigen Flanschs 80 radial innerhalb des zweiten Abschnitts 90 des invertierten L-förmigen Flanschs 86. Das Gas strömt von dem Einlass 24 durch einen ersten Ringraum 60 zwischen dem elektrischen Leiter 42 und dem Behälter 34. Der elektrische Isolator 50 ist als Scheibe ausgeführt und weist einen äußeren Abschnitt mit dem L-förmigen Flansch 80 auf, der sich von dort nach außen erstreckt, und weist einen mittleren Abschnitt mit einem säulenartigen Stiel 98 auf. Der säulenartige Stiel 98 erstreckt sich axial von dort nach oben in die Kammer 62 und ist radial nach innen von dem zweiten Abschnitt 90 des invertierten L-förmigen Flanschs 86 durch einen zweiten Ringraum 100 dazwischen beabstandet. Der zweite Ringraum 100 bildet die Kammer 62. Der zweite Ringraum 100 weist einen kleineren Außendurchmesser auf als der erste Ringraum 60. Der Außendurchmesser des zweiten Ringraums 100 ist im Wesentlichen gleich groß wie der Innendurchmesser des ersten Ringraums 60.
Die gezeigte Konstruktion stellt eine abnehmbare und auswechselbare EDC-Anordnung bereit. Das Montageblech 63 greift in den Montagekopf 36 durch eine Schraubverbindung 70 radial innerhalb der Dichtung 72 ein. Die erste Seite 76 und die zweite Seite 78 des Montageblechs 63 sind in radial entgegengesetzte Richtungen gerichtet. Das Montageblech ist mit diesen Seiten 76, 78 radial zwischen dem Montagekopf 36 bei 90 und dem elektrischen Isolator 50 bei Abschnitt 82 an radial einander gegenüberliegenden Seiten dieser angeordnet. Der elektrische Isolator 50 weist eine Seite 102 auf, die radial nach innen gewandt ist und an der Seite 78 des Montageblechs 63 anliegt. Seite 102 des elektrischen Isolators 50 ist radial außerhalb der Seite 92 des Montagekopfs 36 angeordnet.
Der invertierte L-förmige Flansch 86 ist an Schrauben- oder Nietenlöchern 104 (6) an einer oberen Kappe oder einem Gehäuse 106 des Montagekopfs 36 befestigt (1, 2, 6, 8). Die Kappe 106 ist an Bolzenlöchern 108 an dem Motor oder einem bestimmten Ort in dem Motorraum befestigt. Eine erste Wand oder ein Teiler 110 ist an der Kappe 106 an Bolzen- oder Schraubenlöchern 112 befestigt und bildet die obere Wand der Kammer 62. Eine zweite Wand oder ein Teiler 114 ist an der Kappe 106 an Bolzen- oder Schraubenlöchern 116 befestigt und ist oberhalb der Wand 110 durch verschieden hohe Abstandselemente in der Kappe 106 angeordnet, beispielsweise längere Abstandselemente 118 für die Wand 110 und kürzere Abstandselemente 120 für die Wand 114. Die Wand 114 ist daher oberhalb der Wand 110 mit einem Raum oder Abstand dazwischen angeordnet. Die Wand 114 wird durch eine Leiterplatine bereitgestellt. Die Leiterplatine weist einen Netzversorgungsschaltkreis auf, der elektrisch mit einem nach außen führenden Steckanschluss 122 verbunden ist. Der Steckanschluss 122 dient zur elektrischen Versorgung des Netzschaltkreises. Der Netzschaltkreis versorgt eine Elektrodenbuchse 124 (9) mit der notwendigen Hochspannung. Die Elektrodenbuchse 124 ist an der Leiterplatine befestigt und mit einer elektrischen Isolation 126 ummantelt. Die Elektrodenbuchse 124 weist eine Fassung 128 zur Aufnahme eines oberen Endes 130 der Hochspannungselektrode 52 bei der Montage des Behälters 34 und der Coronaentladungselektrodenanordnung 38 an dem Montagekopf 36 auf. Der säulenartige Stiel 98 erstreckt sich nach oben durch eine Öffnung 132 in der Wand 110. Die Wände 110 und 114 weisen jeweils Ausnehmungen oder Öffnungen 134 und 136 auf, die an einer ringförmigen Öffnung 138, gebildet durch die Kappe 106, ausgerichtet sind und den Auslass 28 freihalten, um Gas von der Kammer 62 durch die Ausnehmungen 134, 136 zu leiten und dann durch einen ringförmigen Kanal 138 zu dem Auslass 28 zur Rückführung zu dem Motor.
Die Erfindung stellt ein Verfahren zur leichten Wartung einer Kurbelgehäuseentlüftung eines Verbrennungsmotors mit einem EDC (elektrostatischen Tröpfchenkollektor) bereit, durch Abnehmen der Coronaentladungselektrodenanordnung 38 und des Behälters 34 gemeinsam als Einheit von dem Montagekopf 36, zum Auswechseln durch Einfügen einer neuen Coronaentladungselektrodenanordnung 38 sowie eines neuen Behälters und Befestigung dieser gemeinsam als Einheit an dem Montagekopf 36. Der Montagekopf 36 einschließlich der Kappe 106, des Flanschs 86 und der darin angeordneten Komponenten bleibt an den Motor oder einer anderen Stelle in dem Motorraum angefügt. Der Behälter 34 mit der Coronaentladungselektrodenanordnung 38 darin wird entsorgt. Der Behälter 34, das Montageblech 63, der Isolator 50 und der Leiter 42 sind als Einheit eingesetzt durch eine lösbare Befestigung des Befestigungsblechs 63 an dem Montagekopf 36 an der Gewindeverbindung 70. Der Behälter 34 wird einfach aus der Gewindeverbindung 70 mit dem Montagekopf 36 herausgeschraubt, vergleichbar dem Entfernen eines Ölfilters. Diese Vertrautheit ist wünschenswert, um eine Wartung in den empfohlenen Intervallen durch Servicepersonal zu fördern, ohne dass dieses neue Wartungsverfahren lernen muss.
Durch fortschreitende Entwicklungen werden verschiedenen Alternativen in Betracht kommen, einschließlich der Integration von Gewinden. Flanschen und dgl. bei der Formgebung von Komponenten, wie dem Gehäuse der Netzversorgung oder des Montagekopfs 36, verschiedene alternative elektrische Verbindungen für die Hochspannungselektrode 52 sowie eine Anschlussstift- und Anschlussdose-Steckverbindung, die eine formschlüssige Verbindung bereitstellt und dabei geringe Abweichungen innerhalb vorgegebener Toleranzen zulässt.
10 zeigt ein anderes Ausführungsbeispiel, bei dem die gleichen Bezugszeichen wie zuvor verwendet werden, wo dies angebracht ist, um das Verständnis zu erleichtern. Bei dieser Ausführungsform wird nur eine Kollektorelektrode, die durch einen äußeren Behälter 34a gebildet wird, von einem Montagekopf 36a abgenommen, während eine Elektrodenanordnung 38a an dem Montagekopf 36a befestigt bleibt. Eine EDC-Anordnung 20a weist den Behälter 34a auf, der an dem Montagekopf 36a befestigt ist. Die Elektrodenanordnung 38a ist in dem Behälter 34a angeordnet und von dem Behälter 34a durch einen Abstand 60 beabstandet. Der Behälter 34a bildet die Kollektorelektrode. Der Abstand 60 zwischen dem Behälter 34a und der Elektrodenanordnung 38a stellt eine Coronaentladungszone 60 bereit.
Der Behälter 34a ist abnehmbar an dem Montagekopf 36a mittels einer Gewindeverbindung 35 befestigt, um ein Abnehmen der durch den Behälter 34a bereitgestellten Kollektorelektrode und ein Auswechseln mit einer neuen Kollektorelektrode, bereitgestellt durch einen neuen Behälter, zu ermöglichen. In 2 ist die Elektrodenanordnung 38 an dem Behälter 34 befestigt, wie zuvor beschrieben, und mit diesem gemeinsam als Einheit von dem Montagekopf 36 abnehmbar. In 10 ist die Elektrodenanordnung 38a an dem Montagekopf 36a befestigt, beispielsweise durch Schweißen oder Kleben o. dgl. an einer Übergangsstelle 37. Die Elektrodenanordung 38a bleibt an dem Montagekopf 36a auch während des Abnehmens des Behälters 34a von dem Montagekopf 36a befestigt. Der Behälter 34a greift in den Montagekopf 36a an der Gewindeverbindung 35 ein, so dass der Behälter 34a an dem Montagekopf 36a durch Aufschrauben befestigt ist und von dem Montagekopf 36a durch Abschrauben abnehmbar ist.
Der Behälter 34a erstreckt sich axial entlang einer Achse 44 zwischen einem ersten axialen Ende 34b und einem zweiten axialen Ende 34c. Das Ende 34b ist geschlossen und weist einen Einlass 24 auf. Das Ende 34c ist offen und dem Montagekopf 36a zugewandt. Das Ende 34e weist das Gewinde auf, mit dem der Behälter 34a an dem Montagekopf 36a die Gewindeverbindung 35 bildet. Der obere Abschnitt des Montagekopfs 36a ist wie der Montagekopf 36 ausgeführt und weist einen Auslass 28 auf. Die Elektrodenanordnung 38a ist wie die Elektrodenanordnung 38 entlang einer Spule 40 ausgeführt und weist einen elektrischen Leiter 42 auf, der an einen durch die Spule 40 bereitgestellten elektrischen Isolator angefügt ist, und eine elektrisch isolierende Scheibe 50a, die eine oder mehrere Öffnungen 58a aufweist, um Gas axial durch diese von dem Behälter 34a zu dem Montagekopf 36a zu leiten. Die Öffnungen 58a sind radial innerhalb der Gewindeverbindung 35 angeordnet und axial mit dem Abstand 60 ausgerichtet, der die Coronaentladungszone 60 bereitstellt. Das Gas strömt durch die Öffnungen 58a in eine Kammer 62a in dem Montagekopf 36, wobei die Kammer 62a radial innerhalb der Gewindeverbindung 35 angeordnet ist. Das Gas strömt von dem Einlass 24 durch eine erste Ringkammer 60 und strömt dann durch eine zweite Ringkammer in die Kammer 62a. Die erste Ringkammer 60 weist einen größeren Innendurchmesser als die zweite Ringkammer auf.

Claims

EDC-Anordnung für eine Kurbelgehäuseentlüftung eines Verbrennungsmotors (22), mit einem Einlass (24) und einem Auslass (28), wobei der Einlass (24) Gas von dem Verbrennungsmotor (22) aufnimmt und der Auslass (28) gereinigtes Gas ableitet, mit einem Behälter (34), einem Montagekopf (36) und einer Coronaentladungselektrodenanordnung (38) in dem Behälter (34), wobei die Elektrodenanordnung (38) von dem Behälter (34) durch einen Abstand (60) beabstandet ist, der Abstand (60) eine Coronaentladungszone (60) bildet und der Behälter (34) eine Kollektorelektrode bildet, wobei der Behälter (34) abnehmbar an dem Montagekopf (36) befestigt ist, um ein Abnehmen und Auswechseln des Behälters (34) und/oder der Elektrodenanordnung (38) zu ermöglichen, und wobei der Behälter (34) den Einlass (24) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektrodenanordnung (38) an dem Behälter (34) angebracht und als Einheit gemeinsam mit diesem von dem Montagekopf (36) abnehmbar ist und dass der Montagekopf (36) den Auslass (28) aufweist.
EDC-Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Behälter (34) mit dem Montagekopf (36) mittels einer Gewindeverbindung (70) in Eingriff steht, so dass der Behälter (34) an dem Montagekopf (36) durch Aufschrauben befestigbar ist und durch Abschrauben von dem Montagekopf (36) abnehmbar ist.
EDC-Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Behälter (34) axial entlang einer Achse (44) zwischen einem ersten axialen Ende und einem zweiten axialen Ende (61) erstreckt, dass das erste Ende geschlossen ist und dass das zweite Ende (61) offen ist.
EDC-Anordnung nach den Ansprüchen 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Ende des Behälters (34) dem Montagekopf (36) zugewandt ist und ein Gewinde aufweist, um die Gewindeverbindung (70) mit dem Montagekopf (36) zu bilden.
EDC-Anordnung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektrodenanordnung (38) einen elektrischen Isolator (50) aufweist, der eine oder mehrere Öffnungen (58) aufweist, um das Gas axial durch diese von dem Behälter (34) in eine Kammer (62) in dem Montagekopf (36) zu leiten.
EDC-Anordnung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektrodenanordnung (38) einen elektrischen Leiter (42) und einen elektrischen Isolator (50) aufweist, und dass der elektrische Leiter (42) an den elektrischen Isolator (50) angefügt ist.
EDC-Anordnung nach Anspruch 2 und Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die eine oder mehreren Öffnungen (58) des Isolators (50) radial innerhalb der Gewindeverbindung (70) angeordnet sind.
EDC-Anordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die eine oder mehreren Öffnungen (58) des Isolators (50) axial mit dem Abstand (60), der die Coronaentladungszone (60) bildet, ausgerichtet sind.
EDC-Anordnung nach den Ansprüchen 2 und 5 und, optional, nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Gas durch eine oder mehrere der Öffnungen (58) in die Kammer (62) in dem Montagekopf (36) strömt, wobei die Kammer (62) radial innerhalb der Gewindeverbindung (70) angeordnet ist.
EDC-Anordnung nach den Ansprüchen 6 und 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Gas von dem Einlass (24) durch einen ersten Ringraum (60) zwischen dem elektrischen Leiter (42) und dem Behälter (34) strömt und dann durch einen zweiten Ringraum (100) in der Kammer (62) strömt, wobei der erste Ringraum (60) einen größeren Innendurchmesser aufweist als der zweite Ringraum (100).
EDC-Anordnung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Montagekopf (36) eine Wand (110) aufweist, die eine Kammer (62) auf der einen Seite der Wand (110) und einen Raum auf der anderen Seite der Wand (110) definiert, dass in dem Raum eine Hochspannungselektrode (52) angeordnet ist, und dass das Gas von dem Behälter (34) in die Kammer (62) in dem Montagekopf (36) und dann zu dem Auslass (28) strömt.
EDC-Anordnung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Montagekopf (36) einen Strömungskanal aufweist, der sich durch den Raum auf der anderen Seite der Wand (110) erstreckt und das Gas von der Kammer (62) zu dem Auslass (28) leitet.
EDC-Anordnung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Montagekopf (36) eine zweite Wand (114) aufweist, dass die zweite Wand (114) der ersten Wand (110) zugewandt ist und dass die zweite Wand (114) von der ersten Wand (110) durch einen Abstand dazwischen beabstandet ist, der den Raum auf der anderen Seite der ersten Wand (110) definiert.
EDC-Anordnung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Behälter (34) ein Montageblech (63) aufweist, dass das Montageblech (63) einen ersten Abschnitt (64) aufweist, der an den Behälter (34) angefügt ist, und einen zweiten Abschnitt (68), der abnehmbar an dem Montagekopf (36) befestigbar ist.
EDC-Anordnung nach Anspruch 5 oder 6 und Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrische Isolator (50) an das Montageblech (63) angefügt ist.
EDC-Anordnung nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Abschnitt (64) zu dem Montagekopf (36) durch eine ringförmige Dichtung dazwischen abgedichtet ist und dass das Montageblech (63) einen zweiten Abschnitt (68) mit einem Gewinde aufweist, der in den Montagekopf (36) mit einer Gewindeverbindung (70) eingreift.
EDC-Anordnung nach den Ansprüchen 3 und 16, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Abschnitt (64) des Montageblechs (63) an dem offenen axialen Ende (61) des Behälters (34) angefügt ist und dass der erste Abschnitt (64) des Montageblechs (63) und das offene axiale Ende (61) des Behälters (34) gegen den Montagekopf (36) mit einer ringförmigen Dichtung (72) dazwischen abgedichtet sind.
EDC-Anordnung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Montageblech (63) eine zwischenliegende Schulter (74) aufweist, die sich radial nach innen von dem ersten Abschnitt (64) zu dem zweiten Abschnitt (68) erstreckt, dass sich der erste Abschnitt (64) axial von der Schulter (74) nach oben erstreckt und die Dichtung (72) stützt, dass sich der zweite Abschnitt (68) axial von der Schulter (74) nach unten erstreckt, dass der zweite Abschnitt (68) eine erste Seite (76) aufweist, die radial nach innen gewandt ist und ein Gewinde aufweist, und eine zweite Seite (78), die radial nach außen gewandt ist, dass der elektrische Isolator (50) einen äußeren L-förmigen Flansch (80) mit einem ersten Abschnitt (82) und einem zweiten Abschnitt (84) aufweist, dass sich der erste Abschnitt (82) axial nach oben entlang der zweiten Seite (78) des zweiten Abschnitts (68) des Montageblechs (63) erstreckt, und dass sich der zweite Abschnitt (84) radial nach innen von dem ersten Abschnitt (82) und unter dem zweiten Abschnitt (68) des Montageblechs (63) erstreckt.
EDC-Anordnung nach Anspruch 5 oder 11 und Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Montagekopf (36) einen invertierten L-förmigen Flansch (86) mit einem ersten Abschnitt (88) und einem zweiten Abschnitt (90) aufweist, dass sich der erste Abschnitt (88) radial nach außen und oberhalb des ersten Abschnitts (64) des Montageblechs (63) und des offenen axialen Endes (61) des Behälters (34) erstreckt und gegen das Montageblech (63) mittels der Dichtung (72) durch axiale Kompression abgedichtet ist, dass sich der zweite Abschnitt (90) axial nach unten erstreckt und eine erste Seite (92) und eine zweite Seite (94) aufweist, dass die erste Seite (92) radial nach außen gewandt ist und in einer Gewindeverbindung (70) in die erste Seite (76) des zweiten Abschnitts (68) des Montageblechs (63) eingreift und dass die zweite Seite (92) radial nach innen gewandt ist und die Kammer (62) bildet.
EDC-Anordnung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass sich der zweite Abschnitt (90) des invertierten L-förmigen Flanschs (86) nach unten zu einem unteren Ende (96) erstreckt, dass das untere Ende (96) oberhalb des zweiten Abschnitts (84) des L-förmigen Flanschs (80) des elektrischen Isolators (50) angeordnet ist und dass sich die Öffnungen (58) axial durch den zweiten Abschnitt (84) des L-förmigen Flanschs (80) des elektrischen Isolators (50) radial innerhalb des zweiten Abschnitts (90) des invertierten L-förmigen Flanschs (86) erstrecken.
EDC-Anordnung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem elektrischen Leiter (42) und dem Behälter (34) eine erste Ringkammer (60) vorgesehen ist, durch die Gas von dem Einlass (24) strömt, dass der Isolator (50) eine Scheibe aufweist mit einem äußeren Abschnitt mit dem L-förmigen Flansch (80), der sich von der Scheibe nach außen erstreckt, und mit einem mittigen Abschnitt mit einem säulenartigen Stiel (98), der sich axial nach oben in die Kammer (62) erstreckt und radial nach innen von dem zweiten Abschnitt (90) des invertierten L-förmigen Flanschs (86) durch einen zweiten Ringraum (100) dazwischen beabstandet ist, dass der zweite Ringraum (100) die Kammer (62) definiert und dass der zweite Ringraum (100) einen geringeren Außendurchmesser aufweist als der erste Ringraum (60).
EDC-Anordnung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass der Außendurchmesser des zweiten Ringraums (100) im Wesentlichen gleich dem Innendurchmesser des ersten Ringraums (60) ist.
EDC-Anordnung nach den Ansprüchen 11 und 15 und, optional, nach einem der Ansprüche 16 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Coronaentladungselektrode (52) an den elektrischen Isolator (50) angefügt ist.
EDC-Anordnung nach Anspruch 17 und, optional, einem der Ansprüche 18 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass das Montageblech (63) in den Montagekopf (36) an einer Gewindeverbindung (70) eingreift, wobei die Gewindeverbindung (70) an einer Stelle radial innerhalb der Dichtung (72) angeordnet ist.
EDC-Anordnung nach Anspruch 5 oder 6 und einem der Ansprüche 14 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass das Montageblech (63) eine erste Seite (76) aufweist, die an den Montagekopf (36) in lösbarer Verbindung (70) eingreift und eine zweite Seite (78), die der ersten Seite (76) gegenüberliegt und in fester Verbindung in den elektrischen Isolator (50) eingreift.
EDC-Anordnung nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Seite (76) und die zweite Seite (78) radial in entgegengesetzte Richtungen gerichtet sind und dass das Montageblech (63) mit der ersten Seite (76) und der zweiten Seite (78) radial zwischen dem Montagekopf (36) und dem elektrischen Isolator (50) an radial gegenüberliegenden Seiten (92, 102) dieser angeordnet ist.
EDC-Anordnung nach Anspruch 25 oder 26, dadurch gekennzeichnet, dass der Montagekopf (36) eine Seite (92) aufweist, die radial nach außen gewandt ist und in die erste Seite (76) des Montageblechs (63) eingreift, dass der elektrische Isolator (50) eine Seite (102) aufweist, die radial nach innen gewandt ist und an der zweiten Seite (78) des Montageblechs (63) anliegt und dass die Seite (102) des elektrischen Isolators (50) radial außerhalb der Seite des Montagekopfs (36) angeordnet ist.
EDC-Anordnung nach Anspruch 6 und, optional, einem der Ansprüche 7 bis 27, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem elektrischen Leiter (42) und dem Behälter (34) eine erste Ringkammer (60) vorgesehen ist, durch die Gas von dem Einlass (24) strömt, dass der Isolator (50) eine Scheibe aufweist mit einem mittleren Abschnitt mit einem säulenartigen Stiel (98), der sich axial nach oben in eine Kammer (62) in dem Montagekopf (36) erstreckt und einen zweiten Ringraum (100) dazwischen definiert, durch welchen das Gas zu dem Auslass (28) strömt und dass der zweite Ringraum (100) einen geringeren Außendurchmesser aufweist als der erste Ringraum (60).
EDC-Anordnung nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, dass der Außendurchmesser des zweiten Ringraums (100) im Wesentlichen gleich dem Inndurchmesser des ersten Ringraums (60) ist.
EDC-Anordnung nach Anspruch 5 und 11 und, optional, einem der Ansprüche 12 bis 29, dadurch gekennzeichnet, dass der Isolator (50) einen säulenartigen Stiel (98) aufweist, der sich in die Kammer (62) erstreckt und dass die Wand (110) eine Öffnung (132) aufweist, durch die sich der säulenartige Stiel (98) erstreckt.
EDC-Anordnung nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, dass die Wand (110) eine zweite Öffnung aufweist, durch die das Gas von der Kammer (62) zu dem Auslass (28) strömt.