DE102008035850A1

DE102008035850A1 - Ölrücklaufventil für Kurbelgehäuseentlüftung

Info

Publication number: DE102008035850A1
Application number: DE102008035850A
Authority: DE
Inventors: Artur Knaus; Wilhelm Seelandt
Original assignee: Dichtungstechnik G Bruss GmbH and Co KG
Current assignee: Dichtungstechnik G Bruss GmbH and Co KG
Priority date: 2007-08-17
Filing date: 2008-08-01
Publication date: 2009-02-19
Also published as: DE202007011585U1

Abstract

Ein Ölrücklaufventil (10) für ein Kurbelgehäuseentlüftungssystem eines Verbrennungsmotors umfasst ein Gehäuse (11) mit einer Ablauföffnung (15), durch die Öl schwerkraftbedingt abfließen kann, und ein als Schwimmerkörper (16) ausgebildetes bewegliches Ventilglied zum Öffnen und Verschließen der Ablauföffnung (15), wobei der Schwimmerkörper (16) die Ablauföffnung (15) bei Überschreiten eines definierten Ölpegels durch Auftrieb freigibt und bei Unterschreiten eines definierten Ölpegels schwerkraftbedingt verschließt. Das Ölrücklaufventil weist mindestens eine ab- und/oder zulaufseitige Halteeinrichtung (23, 24; 25, 26) auf, die ein permanentmagnetisches Element (23; 25) umfasst, das eine magnetische Haltekraft auf den Schwimmerkörper (16) ausübt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Ölrücklaufventil für ein Kurbelgehäuseentlüftungssystem eines Verbrennungsmotors nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.
Bei einem offenen Ölrücklauf besteht die Gefahr, dass ungereinigtes Gas über den Rücklauf eintritt und bereits gereinigtes Gas wieder verunreinigt und das einströmende Gas bereits abgeschiedenes Öl mitreißt und dadurch stärker belastet wird.
Zur Vermeidung dieser Problematik sind Rückschlagventile unterschiedlicher Bauart bekannt ( DE 196 46 637 A1 , DE 103 20 215 B4 , De 10 2004 002 310 A1 , DE 10 2004 004 753 A1 , DE 203 02 220 U1 , EP 1 614 871 A1 , WO 98 032955 A1 ), die die Ablauföffnung verschließen, wenn der Druck auf der Kurbelgehäuseseite relativ zum Druck in dem Ölsammelraum einen gewissen Wert überschreitet.
DE 42 14 324 C2 und DE 196 28 812 A1 offenbaren ein als Schwimmerventil ausgebildetes Rückschlagventil zum Verhindern von Ölrückschlag aus dem Ölsumpf des Verbrennungsmotors.
DE 203 02 911 U1 offenbart einen elektromagnetisch gesteuerten Ventilkörper in einem Ölrücklaufventil für die Kurbelgehäuseentlüftung einer Verbrennungsmaschine.
GB 2 381 294 A offenbart ein Ölrücklaufventil, das mittels eines im Ölsumpf angeordneten Schwimmerkörpers in Abhängigkeit des Ölpegels im Ölsumpf gesteuert wird.
EP 1 286 025 A1 offenbart ein druckgesteuertes Ölrücklaufventil in dem Ölrücklauf eines Ölabscheiders für einen Verbrennungsmotor. Das Ölrücklaufventil wird in Abhängigkeit des Kurbelgehäusedrucks relativ zu dem Druck im Ansaugtrakt gesteuert. Abgeschiedenes Öl kann nur in einer Mittelstellung des Ventils abfließen, wenn der Kurbelgehäusedrucks ungefähr gleich dem Druck im Ansaugtrakt ist.
DE 10 2006 018 783 A1 offenbart ein Ölrücklaufventil nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein einfach aufgebautes, präzise und schnell schaltendes Ölrücklaufventil bereitzustellen, mit dem das Eintreten von ungereinigtem Gas durch die Ablauföffnung zuverlässig verhindert werden kann.
Dei Erfindung löst diese Aufgabe mit den Mitteln von Anspruch 1. Da das Ventil bei Unterschreiten eines definierten Ölpegels schwerkraftbedingt die Ablauföffnung verschließt, verbleibt ständig eine gewisse Ölmenge in dem Ölsammelraum, wodurch dem Eintreten von ungereinigtem Gas durch die Ablauföffnung entgegengewirkt wird. Durch geeignete Abmessungen und Gewicht des Schwimmers können die Steuerungspunkte, an denen das Ventil infolge des überwiegenden Auftriebs des Schwimmers öffnet bzw. infolge des überwiegenden Gewichts des Schwimmers schließt, präzise eingestellt werden.
Erfindungsgemäß weist das Ölrücklaufventil mindestens eine ab- und/oder zulaufseitige Halteeinrichtung auf, die ein permanentmagnetisches Element umfasst, das eine magnetische Haltekraft auf den Schwimmerkörper ausübt. Dadurch wird ein schnelles Schalten des Ventils erreicht, wodurch die Zeitspanne, in der ungereinigtes Gas überhaupt durch das Ventil treten kann, auf ein Minimum reduziert wird. Aufgrund des selbsttätig schaltenden, ungesteuerten Ventils kann auf aufwendige Einrichtungen zur Steuerung des Ventils verzichtet werden. Die Erfindung ist dadurch abgegrenzt gegenüber einer bekannten elektromagnetischen Steuereinrichtung für ein Ölrücklaufventil.
Vorzugsweise ist der Schwimmer in einer Schwimmerkammer angeordnet, die eine Zulauföffnung aufweist, die von dem Schwimmer beim Überschreiten eines definierten Ölpegels verschlossen wird. Durch das Verschließen der Zulauföffnung wird ein Gasdurchtritt durch das Ventil auch in der Ölablaufposition unterbunden.
Vorzugsweise weist das Ventil eine ablaufseitige permanentmagnetische Halteeinrichtung auf, die eine dem Auftrieb entgegenwirkende Haltekraft auf den Schwimmer ausübt, wenn sich dieser in einer die Ablauföffnung verschließenden Position befindet. Hierdurch wird ein schlagartiges Auftreiben des Schwimmerköpers von der Zulaufposition in die Ablaufposition ermöglicht, wenn der Auftrieb die Summe aus Haltekraft und Gewichtskraft überwiegt. Vorzugsweise weist das Ventil weiterhin eine zulaufseitige permanentmagnetische Halteeinrichtung auf, die eine der Schwerkraft entgegenwirkende Haltekraft auf den Schwimmer ausübt, wenn sich dieser in einer die Zulauföffnung der Schwimmerkammer verschließenden Position befindet. Hierdurch wird ein schlagartiges Fallen des Schwimmerköpers von der Ablaufposition in die Zulaufposition ermöglicht.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand vorteilhafter Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren erläutert. Dabei zeigt:
1: ein Ölrücklaufventil in Zulaufposition;
2: ein Ölrücklaufventil in Ablaufposition; und
3: eine Zylinderkopfhaube mit integriertem Ölrücklaufventil in einer weiteren Ausführungsform.
Das Ölrücklaufventil 10 umfasst ein beispielsweise zylindrisches, eine Schwimmerkammer 14 bildendes Gehäuse 11, das im Ausführungsbeispiel gemäß 1, 2 an einer Halterung 27 einer nicht gezeigten Zylinderkopfhaube angebracht und mit einem Dichtelement 28 abgedichtet ist, mit einem Bodenteil 12 und einem Deckelteil 13. In der Schwimmerkammer 14 ist ein Schwimmerkörper 16 zwischen einer in 1 gezeigten Zulaufposition und einer in 2 gezeigten Ablaufposition verschiebbar gelagert. Im Ausführungsbeispiel gemäß den 1, 2 weist der Schwimmerkörper 16 zu diesem Zweck axiale Stifte 17, 18 auf, die in entsprechenden Bohrungen 19, 20 des Deckelteils 13 bzw. des Bodenteils 12 verschiebbar gelagert sind. Der Schwimmerkörper 16 kann auch auf andere Weise in der Schwimmerkammer 14 verschiebbar geführt sein, beispielsweise indem der Schwimmerkörper 16 über Rippen oder Führungsleisten an der Innenwand des Gehäuses 11 verschiebbar geführt ist.
Das Bodenteil 12 weist eine Ölablauföffnung 15 auf, die auch von einer Mehrzahl einzelner Öffnungen gebildet sein kann, durch die in der in 2 gezeigten Öffnungsposition des Ventils abgeschiedenes Öl aus der Schwimmerkammer 14 in den Motorölkreislauf zurückfließen kann. Im Bereich der Ablauföffnung 15 ist eine Haltevorrichtung in Form eines an dem Gehäuse 11 angeordneten permanent magnetisierten Elements 23 und eines an dem Schwimmerkörper 16 angeordneten ferromagnetischen Elements 24 insbesondere aus Stahl vorgesehen, die eine anziehende magnetische Kraft aufeinander ausüben und den Schwimmerkörper 16 in der die Ablauföffnung 15 verschließenden Ventilposition gemäß 1 halten.
Das Deckelteil 13 weist eine Zulauföffnung 21 auf, die ebenfalls von einer Mehrzahl einzelner Öffnungen gebildet sein kann, und durch die in der in 1 gezeigten Zulaufposition des Ventils abgeschiedenes Öl aus einem oberhalb angeordneten Ölsammelraum 22 in die Schwimmerkammer 14 fließen kann. Im Bereich der Zulauföffnung 21 ist eine Haltevorrichtung in Form eines an dem Gehäuse 11 angeordneten permanent magnetisierten Elements 25 und eines an dem Schwimmerkörper 16 angeordneten ferromagnetischen Elements 26 insbesondere aus Stahl vorgesehen, die eine anziehende magnetische Kraft aufeinander ausüben und den Schwimmerkörper 16 in der die Zulauföffnung 21 verschließenden Ventilposition gemäß 2 halten.
Selbstverständlich können auch die permanent magnetisierten Elemente 23, 25 an dem Gehäuse 11 und die ferromagnetischen Elemente 24, 26 an dem Schwimmerkörper 16 angeordnet sein. Des Weiteren können anstelle der ferromagnetischen Elemente 24, 26 auch permanent magnetisierte Elemente mit anziehender Polung vorgesehen sein.
Die permanent magnetisierten Elemente 23, 25 dienen im Ausführungsbeispiel gemäß den 1 und 2 gleichzeitig zur Abdichtung der Ablauföffnung 15 bzw. der Zulauföffnung 21. Sie sind zu diesem Zweck aus magnetisiertem Elastomer gefertigt und ringförmig um die Ablauföffnung 15 bzw. die Zulauföffnung 21 angeordnet. Dies ist jedoch keineswegs zwingend der Fall. Es können auch separate Dichtelemente und magnetisierte Halteelemente vorgesehen sein.
Die Funktion des Ölrücklaufventils 10 wird im Folgenden beschrieben.
In einer Zylinderkopfhaube, von der in den 1, 2 nur ein Befestigungsflansch 27 gezeigt ist, sammelt sich abgeschiedenes Öl zunächst in dem Ölsammelraum 22. Bei in der Zulaufposition befindlichem Schwimmer 16, siehe 1, wird der Schwimmerköper 16 von der magnetischen Halteeinrichtung 23, 24 in einer die Ablauföffnung 15 dichtend verschließenden Position gehalten, so dass Gasdurchtritt durch das Ventil 10 unterbunden ist. In dieser Zulaufposition fließt das abgeschiedene Öl aus dem Ölsammelraum 22 durch die Zulauföffnung 21 in die Schwimmerkammer 14.
Bei Übersteigen des Ölpegels P1 in der Schwimmerkammer 14 (siehe 1) überwiegt der Auftrieb des Schwimmerkörpers 16 die Summe aus von der Halteeinrichtung 23, 24 ausgeübter magnetischer Haltekraft und Gewichtskraft des Schwimmerkörpers 16. Der Schwimmerkörper 16 treibt schlagartig auf, bis er an das Deckelteil 13 des Gehäuses 11 anschlägt. Die magnetische Halteeinrichtung 25, 26 hält den Schwimmerkörper 16 in der in 2 gezeigten, die Zulauföffnung 21 dichtend verschließenden Position, in der Gas durchtritt durch das Ventil 10 wiederum unterbunden ist. In dieser Ablaufposition fließt das Öl aus der Schwimmerkammer 14 durch die Ablauföffnung 15 in einen Bereich unterhalb der Zylinderkopfhaube ab und in das Kurbelgehäuse zurück.
Beim Unterschreiten des Ölpegels P2 in der Schwimmerkammer 14 (siehe 2) überwiegt die Gewichtskraft des Schwimmerkörpers 16 die Summe aus Auftrieb und Haltekraft der Halteeinrichtung 25, 26. Der Schwimmerkörper 16 fällt schlagartig von der Ablaufposition in die Zulaufposition, in der er von der Halteeinrichtung 23, 24 gehalten wird, und die Befüllung der Schwimmerkammer 14 mit durch die Zulauföffnung 21 fließendem Öl beginnt erneut. Im Betrieb wiederholt sich das Verstellen des Schwimmerkörpers 16 zwischen der Zulauf- und der Ablaufposition periodisch.
Die alternative Ausführungsform gemäß 3 zeigt eine Zylinderkopfhaube 30 mit Gaseintritt 31, Druckregelventil 32 mit Ölrücklauf 33, Ölabscheider 34 und Reinraum 35. Dieses Ausführungsbeispiel verdeutlicht, dass der Schwimmerkörper 16 nicht in der Schwimmerkammer 14 verschiebbar gelagert sein muss, sondern beispielsweise auch mittels Drehlager 36 drehbar gelagert sein kann. Der Schwimmerkörper 16 ist in der Ablaufposition 16a und der Zulaufposition 16b gezeigt.
Auch eine Konstruktion mit in der Schwimmerkammer 14 frei beweglichem Schwimmerkörper 16 ist denkbar.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 19646637 A1 [0003]
- DE 10320215 B4 [0003]
- DE 102004002310 A1 [0003]
- DE 102004004753 A1 [0003]
- DE 20302220 U1 [0003]
- EP 1614871 A1 [0003]
- WO 98032955 A1 [0003]
- DE 4214324 C2 [0004]
- DE 19628812 A1 [0004]
- DE 20302911 U1 [0005]
- GB 2381294 A [0006]
- EP 1286025 A1 [0007]
- DE 102006018783 A1 [0008]

Claims

Ölrücklaufventil (10) für ein Kurbelgehäuseentlüftungssystem eines Verbrennungsmotors, umfassend ein Gehäuse (11) mit einer Ablauföffnung (15), durch die Öl schwerkraftbedingt abfließen kann, und ein als Schwimmerkörper (16) ausgebildetes bewegliches Ventilglied zum Öffnen und Verschließen der Ablauföffnung (15), wobei der Schwimmerkörper (16) die Ablauföffnung (15) bei Überschreiten eines definierten Ölpegels durch Auftrieb freigibt und bei Unterschreiten eines definierten Ölpegels schwerkraftbedingt verschließt, dadurch gekennzeichnet, dass das Ölrücklaufventil mindestens eine ab- und/oder zulaufseitige Halteeinrichtung (23, 24; 25, 26) aufweist, die ein permanentmagnetisches Element (23; 25) umfasst, das eine magnetische Haltekraft auf den Schwimmerkörper (16) ausübt.
Ölrücklaufventil nach Anspruch 1, wobei das Gehäuse (11) eine Zulauföffnung (21) aufweist, die von dem Schwimmerkörper (16) bei Überschreiten eines definierten Ölpegels verschlossen wird.
Ölrücklaufventil nach Anspruch 1 oder 2, wobei die ablaufseitige Halteeinrichtung (23, 24) eine dem Auftrieb entgegenwirkende Haltekraft auf den Schwimmerkörper (16) ausübt.
Ölrücklaufventil nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei eine zulaufseitige Halteeinrichtung (25, 26) eine der Schwerkraft entgegenwirkende Haltekraft auf den Schwimmerkörper (16) ausübt.
Ölrücklaufventil nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das permanentmagnetische Element (23, 25) aus einem permanent magnetisierten Elastomer besteht.
Ölrücklaufventil nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das permanentmagnetische Element (23, 25) als Dichtelement zur Abdichtung der Zulauföffnung (21) bzw. Ablauföffnung (15) ausgeführt ist.
Zylinderkopfhaube für einen Verbrennungsmotor, umfassend ein integriertes Ölrücklaufventil (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche.