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Technisches Gebiet
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Die Erfindung bezieht sich auf eine Kurbelgehäuseentlüftungsvorrichtung für eine Brennkraftmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.
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Stand der Technik
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In der
DE 100 44 615 A1 wird eine Entlüftungsvorrichtung für ein Kurbelgehäuse einer Brennkraftmaschine beschrieben, die einen Zentrifugal-Ölabscheider umfasst, der in einem Gehäuse einen Gemischeinlass für ein Öl-Luft-Gemisch und einen Luftauslass für Reinluft sowie einen Ölauslass für das abgeschiedene Öl aufweist. Der Zentrifugal-Ölabscheider ist als ein Tellerseparator ausgebildet und weist einen im Gehäuse rotierend gelagerten Tellerstapel auf, welcher aus mehreren, parallel angeordneten Einzeltellern besteht. Das zu reinigende Öl-Luft-Gemisch wird axial in den Tellerseparator eingeführt, wobei an den Seitenflächen der Einzelteller die Öltröpfchen abgeschieden und radial nach außen geleitet werden, wohingegen die gereinigte Luft axial aus dem Tellerseparator abgeführt wird.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine konstruktiv einfach aufgebaute, montagefreundliche Kurbelgehäuseentlüftungsvorrichtung anzugeben.
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Offenbarung der Erfindung
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Die Unteransprüche geben zweckmäßige Weiterbildungen an.
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Die erfindungsgemäße Kurbelgehäuseentlüftungsvorrichtung wird in Brennkraftmaschinen zur Kurbelgehäuseentlüftung eingesetzt, bei denen das Öl-Luft-Gemisch aus dem Kurbelgehäuse, das von der Brennkraftmaschine stammt, einer Ölabscheidung unterzogen wird, wobei die Reinluft dem Ansaugtrakt der Brennkraftmaschine zugeführt oder in die Umgebung abgeleitet wird. Die Kurbelgehäuseentlüftungsvorrichtung weist in einem Gehäuse eine Abscheideeinrichtung auf, an der das Öl-Luft-Gemisch entlanggeführt und das Öl aus dem Gemisch abgeschieden wird.
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Bei der erfindungsgemäßen Kurbelgehäuseentlüftungsvorrichtung ist die Abscheideeinrichtung auf einer als separates Bauteil ausgeführten Abscheiderplatte aufgenommen, die mit einem Gehäuseteil des Gehäuses über eine Rastverbindung verbunden ist. In einer Abströmöffnung in diesem Gehäuseteil, über die die Reinluft abgeleitet wird, befindet sich ein Sperrventil, das zwischen der Abscheiderplatte und dem Gehäuseteil festgeklemmt ist.
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Die Ausführung als Rastverbindung hat den Vorteil, dass die Montage von Abscheiderplatte und Gehäuseteil vereinfacht ist. Im Unterschied zu einer Schweißverbindung lässt sich die Rastverbindung in einfacher Weise und kurzer Zeit manuell und in der Regel ohne weitere Hilfsmittel herstellen.
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Ein weiterer Vorteil liegt in der Kombination von Rastverbindung zwischen der Abscheiderplatte und dem Gehäuseteil und Festklemmen des Sperrventils zwischen Abscheiderplatte und Gehäuseteil. Somit kann auf eine zusätzliche Verbindungseinrichtung zwischen dem Sperrventil und dem Gehäuseteil oder der Abscheiderplatte verzichtet werden. Grundsätzlich genügt es, das Sperrventil ausschließlich über das Festklemmen in der gewünschten Position innerhalb des Gehäuses zu fixieren. Das Festklemmen erfolgt zeitgleich mit dem Herstellen der Rastverbindung zwischen Abscheiderplatte und Gehäuseteil, so dass in einem gemeinsamen Arbeitsschritt sowohl die Abscheiderplatte mit dem Gehäuseteil verbunden als auch das Sperrventil in seiner Position fixiert werden kann.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausführung ist das Gehäuse zweiteilig ausgebildet und weist ein Gehäuseoberteil und ein Gehäuseunterteil auf, zwischen denen die Abscheiderplatte liegt, die entweder mit einem der Gehäuseteile oder gegebenenfalls auch mit beiden Gehäuseteilen über eine Rastverbindung zu verbinden ist. Grundsätzlich genügt es, beispielsweise zwischen dem Gehäuseoberteil und der Abscheiderplatte eine Rastverbindung vorzusehen. Das Gehäuseoberteil und das Gehäuseunterteil werden über eine separate Verbindung miteinander verbunden, beispielsweise mittels Schweißens, wobei auch sonstige Verbindungsmaßnahmen in Betracht kommen, beispielsweise eine Rastverbindung oder eine sonstige form-, kraft- oder stoffschlüssige Verbindung, insbesondere eine Verbindung über Schrauben, Klammern oder dergleichen. Gemäß bevorzugter Ausführung ist nur ein Gehäuseteil mit der Abscheiderplatte über die Rastverbindung gekoppelt, wohingegen das zweite Gehäuseteil direkt mit dem ersten Gehäuseteil verbunden wird.
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Das Sperrventil ist gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführung als ein Elastomerventil ausgebildet, das sich aufgrund seiner Materialelastizität in besonderer Weise für ein Festklemmen zwischen der Abscheiderplatte und dem Gehäuseteil eignet. Ein Abschnitt des Elastomerventils bildet vorteilhafterweise zugleich ein Dichtungselement zwischen der Abscheiderplatte und dem Gehäuseteil, um eine strömungsdichte Verbindung zwischen diesen Bauteilen für die Ableitung der Reinluft zu gewährleisten, die das geöffnete Sperrventil passiert.
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In der Ausführung als Elastomerventil ist dieses beispielhaft als eine Elastomerscheibe ausgebildet, bestehend aus einem ringförmigen Randbereich und einem innerhalb des Ringes gehaltenen, teller- oder scheibenförmigen Elastomerventilkörpers, welcher nach Art eines Flatterventils nur über einen in Umfangsrichtung begrenzten Verbindungsabschnitt mit dem Ring verbunden ist und sich daher gegenüber der Ringebene aufweiten kann, um von der Sperrstellung in die Öffnungsstellung überführt zu werden. Durch die Eigenelastizität steht das Elastomerventil nach Art eines Flatterventils in der Sperrstellung, sofern keine äußeren Kräfte auf den Ventilkörper wirken. Sobald eine ausreichend große Druckdifferenz anliegt, wird das Sperrventil in die Öffnungsstellung überführt.
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Der ringförmige Außenrand des Elastomerventils dient zweckmäßigerweise dazu, zwischen einem Stutzen an der Abscheiderplatte und einem Kanal am Gehäuseteil festgeklemmt zu werden. Innerhalb des ringförmigen Außenrandes befindet sich der scheiben- oder tellerförmige Ventilkörper, welcher aus dem gleichen Material wie der ringförmige Außenrand besteht. Auf diese Weise übernimmt der ringförmige Außenrand des Sperrventils zugleich die Funktion eines Dichtungselementes zwischen dem Stutzen an der Abscheiderplatte und dem Kanal am Gehäuseteil.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführung sind in das Gehäuseteil zwei Abströmöffnungen eingebracht, in denen jeweils ein Sperrventil angeordnet ist, wobei beide Sperrventile zwischen der Abscheiderplatte und dem Gehäuseteil festgeklemmt sind. Die Sperrventile öffnen vorzugsweise bei unterschiedlichen Druckdifferenzen, d. h. bei am Sperrventil auf beiden Seiten anliegenden unterschiedlichen Drücken, so dass druckabhängig eine Ableitung der Reinluft über die eine oder die andere oder – beide Abströmöffnungen möglich ist. Eine der Abströmöffnungen kommuniziert zweckmäßigerweise mit dem Ansaugtrakt stromauf eines Verdichters, die zweite Abströmöffnung mit dem Ansaugtrakt stromab des Verdichters, insbesondere stromab einer Drosselklappe, die zwischen dem Verdichter und den Zylindereinlässen angeordnet ist. Aufgrund des stromab der Drosselklappe herrschenden geringeren Drucks eignet sich die Ableitung über diese Abströmöffnung für den Teillastbetrieb, wohingegen das Sperrventil in der anderen Abströmöffnung, die zum Ansaugtrakt stromauf des Verdichters führt, bei Volllast in die Öffnungsstellung versetzt wird.
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Beide Sperrventile sind zweckmäßigerweise gleichartig aufgebaut, sie öffnen jedoch aufgrund unterschiedlicher Dimensionierung der Sperrventile bei unterschiedlich hohen Druckwerten. In der Ausführung als Elastomerventil bestehen die Sperrventile jeweils aus einem ringförmigen Rand und einem teller- bzw. scheibenförmigen Ventilkörper gemäß der oben aufgeführten Beschreibung. Die Druckgrenzen, bei denen die Elastomerventile öffnen, werden über die Dimensionierung der verschiedenen Bestandteile der Elastomerventile eingestellt.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Weitere Vorteile und zweckmäßige Ausführungen sind den weiteren Ansprüchen, der Figurenbeschreibung und den Zeichnungen zu entnehmen. Es zeigen:
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1 in Explosionsdarstellung eine Kurbelgehäuseentlüftungsvorrichtung, mit einem zweiteiligen Gehäuse, bestehend aus einem Gehäuseoberteil und einem Gehäuseunterteil, zwischen denen eine Abscheiderplatte mit einer Abscheideeinrichtung angeordnet ist, wobei die Abscheiderplatte über eine Rastverbindung mit dem Gehäuseoberteil zu verbinden ist,
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2 die Kurbelgehäuseentlüftungsvorrichtung im zusammengebauten Zustand in perspektivischer Darstellung,
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3 eine Ansicht auf die Unterseite der Kurbelgehäuseentlüftungsvorrichtung,
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4 einen Schnitt durch die Kurbelgehäuseentlüftungsvorrichtung,
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5 in vergrößerter Ansicht einen Schnitt durch den Bereich einer Abströmöffnung im Gehäuse, mit einem Elastomerventil als Sperrventil zwischen einem Stutzen an der Abscheiderplatte und einem Kanal am Gehäuseoberteil,
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6 eine Draufsicht auf ein Elastomerventil, das als Sperrventil eingesetzt wird,
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7 das Elastomerventil aus 6 in perspektivischer Ansicht,
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8 ein Elastomerventil in einer modifizierten Ausführung,
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9 einen Schnitt durch das Elastomerventil nach 8.
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In den Figuren sind gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen.
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Ausführungsform(en) der Erfindung
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In 1 ist eine Kurbelgehäuseentlüftungsvorrichtung 1 für eine Brennkraftmaschine dargestellt, über die das Öl-Luft-Gemisch aus dem Kurbelgehäuse einer Brennkraftmaschine gereinigt werden kann. Die Kurbelgehäuseentlüftungsvorrichtung 1 weist ein Gehäuse 2 auf, das zweiteilig mit einem Gehäuseoberteil 3 und einem Gehäuseunterteil 4 ausgebildet ist. Zwischen den Gehäuseteilen 3, 4 befindet sich eine Abscheiderplatte 5, welche im fertig montierten Zustand vollständig in das Gehäuse 2 integriert ist. Die Abscheiderplatte 5 ist Träger von Abscheideeinrichtungen 6 und 7, wobei es sich bei der Abscheideeinrichtung 6 um eine Grobabscheidung und bei der Abscheideeinrichtung 7 um eine Feinabscheidung handelt.
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Die Abscheiderplatte 5 wird rastschlüssig mit dem Gehäuseoberteil 3 verbunden. Hierfür weist die Abscheiderplatte 5 einen umlaufenden Rand 8 auf, welcher in einen ebenfalls umlaufenden Rand 9 an der Stirnseite des Gehäuseoberteils 3 so eingesetzt wird, dass der Rand 8 an der Abscheiderplatte 5 vollständig von dem Rand 9 am Gehäuseoberteil 3 umgriffen ist. Der Rastschluss wird zudem über ein Rastglied 10 hergestellt, welches einteilig mit dem Gehäuseoberteil 3 im Bereich des Randes 8 ausgebildet ist und als Rastlasche ausgeführt ist, die in eine zugeordnete Ausnehmung im Gehäuseoberteil 3 einragt bzw. ein zugeordnetes Rastglied am Gehäuseoberteil rastschlüssig hintergreift.
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Am Gehäuseoberteil 3 befinden sich an gegenüberliegenden Seiten nach oben gerichtete Abströmkanäle 12 und 13, über die die gereinigte Luft aus dem Innern der Kurbelgehäuseentlüftungsvorrichtung 1 abgeleitet wird. Am Gehäuseunterteil befinden sich zwei Rohgasstutzen 14 und 15, über die das ungereinigte Öl-Luft-Gemisch in die Kurbelgehäuseentlüftungsvorrichtung 1 eingeleitet wird. Der erste Rohgasstutzen 14 ist dem Abströmkanal 12 am Gehäuseoberteil 3 zugeordnet und befindet sich an der Unterseite des Gehäuseunterteils 4. Über den ersten Rohgasstutzen 14 wird Öl-Luft-Gemisch aus dem Kurbelgehäuse in die Entlüftungsvorrichtung eingeleitet. Der zweite Rohgasstutzen 15 befindet sich auf der dem ersten Rohgasstutzen 14 gegenüberliegenden Seite im Seitenbereich des Gehäuseunterteils 4, über den zweiten Rohgasstutzen 15 wird Öl-Luft-Gemisch aus dem Kettenkasten der Brennkraftmaschine in die Entlüftungsvorrichtung 1 eingeleitet. Der zweite Rohgasstutzen 15 verläuft quer zum ersten Rohgasstutzen 14.
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Das über die beiden Rohgasstutzen 14 und 15 eingeleitete Öl-Luft-Gemisch wird zunächst an der Grobabscheideeinrichtung 6 zur Grobabscheidung entlanggeführt und anschließend an der Feinabscheideeinrichtung 7 zur Feinabscheidung. An der Unterseite der Abscheiderplatte 5 befinden sich insgesamt zwei Grobabscheideeinrichtungen 6, die jeweils benachbart zu den Rohgasstutzen 14 und 15 angeordnet sind. Die Feinabscheidereinrichtung 7 ist dagegen mittig auf der Oberseite der Abscheiderplatte 5 angeordnet.
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Nach der Ölabscheidung wird die Reinluft über Ableitungsstutzen 16 und 17, die an der Oberseite der Abscheiderplatte 5 angeordnet sind, und über die Abströmkanäle 12 und 13 aus der Kurbelgehäuseentlüftungsvorrichtung 1 abgeleitet und in den Ansaugtrakt der Brennkraftmaschine eingeleitet. Der erste Ableitungsstutzen 16 ragt im montierten Zustand in den ersten Abströmkanal 12 ein, der zweite Ableitungsstutzen 17 in den zweiten Abströmkanal 13. Auf der Stirnseite jedes Ableitungsstutzens 16, 17 befindet sich je ein Sperrventil 18 bzw. 19, das als scheibenförmiges Elastomerventil ausgebildet ist und durch eine ventilspezifische Druckdifferenz aus der Sperrposition in die Öffnungsposition zu verstellen ist. Vorzugsweise sind die Sperrventile 18 und 19 so dimensioniert, dass sie bei unterschiedlich hohen Drücken bzw. Druckdifferenzen von der Sperrposition in die Öffnungsposition überführt werden.
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Der erste Abströmkanal 12 hat die Funktion eines Volllastentlüftungsstutzens, der zweite Abströmkanal 13 die Funktion eines Teillastentlüftungsstutzens. Der Abströmkanal 12 ist mit dem Ansaugtrakt stromauf eines Verdichters verbunden, der zweite Abströmkanal 13 stromab einer Drosselklappe, welche zwischen dem Verdichter und den Lufteinlässen der Brennkraftmaschine angeordnet ist.
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Wie 1 weiter zu entnehmen, erfolgt die Befestigung der Kurbelgehäuseentlüftungsvorrichtung über Schrauben 20, welche am Gehäuseunterteil 4 in Domen aufgenommen sind.
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Die Verbindung zwischen dem Gehäuseoberteil 3 und dem Gehäuseunterteil 4 erfolgt durch Schweißen, insbesondere Reibschweißen oder Ultraschallschweißen, indem ein stirnseitiger, umlaufender Rand 11 am Gehäuseunterteil 4 mittelbar auf den Rand 9 am Gehäuseoberteil 3 aufgesetzt und mit diesem durch Schweißen stoffschlüssig verbunden wird. Auf eine zusätzliche Verbindung zwischen dem Gehäuseunterteil 4 und der Abscheiderplatte 5 kann verzichtet werden.
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In 2 ist die Kurbelgehäuseentlüftungsvorrichtung 1 im montierten Zustand dargestellt. Zu erkennen ist, dass der Rand 9 am oberen Gehäuseteil 3 und der Rand 11 am unteren Gehäuseteil 4 flächig aufeinander liegen, so dass ein Verschweißen der Ränder 9 und 11 und eine strömungsdichte Verbindung möglich sind.
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Wie 3 zu entnehmen, befindet sich an der Unterseite des Gehäuseunterteils 4 ein Abströmstutzen 21, über den abgeschiedenes Öl ausgeleitet werden kann. Auch in der Schnittdarstellung gemäß 4 ist der Abströmstutzen 21 zu erkennen.
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Wie der vergrößerten Schnittdarstellung gemäß 5 in Verbindung mit den 1 und 4 zu entnehmen, ist das Sperrventil 19 auf die Stirnseite des Ableitungsstutzens 17 aufgesetzt und im montierten Zustand gegen einen innen liegenden Absatz des zweiten Abströmkanals 13 gedrückt. Auf diese Weise wird das Sperrventil 19 zwischen dem Ableitungsstutzen 17 und dem Abströmkanal 13 festgeklemmt. Das Sperrventil 19 ist insbesondere als Elastomerventil ausgebildet, wobei der ringförmige Außenrand des Elastomerventils zwischen den Bauteilen 17 und 13 festgeklemmt wird. Der ringförmige Außenrand übernimmt somit zusätzlich die Funktion eines Dichtungselementes und bewirkt eine strömungsdichte Verbindung zwischen dem Ableitungsstutzen 17 und dem Abströmkanal 13.
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Das Sperrventil 19 überdeckt eine zentrale Strömungsöffnung 22 im Ableitungsstutzen 17 und wird aus der dargestellten Sperrposition in die Öffnungsposition verstellt, sobald die Druckdifferenz auf den gegenüberliegenden Seiten des Ventilkörpers des Sperrventils 19 einen Schwellenwert überschreitet.
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Die gezeigte Ausführung in 5 gilt in entsprechender Weise auch für den ersten Abströmkanal 12 und den in den Abströmkanal 12 einragenden Ableitungsstutzen 16 sowie das zwischenliegende Sperrventil 18.
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5 ist weiterhin zu entnehmen, dass das Rastglied 10 an der Abscheiderplatte 5 im montierten Zustand mit einem korrespondierenden Rastglied 23 am Gehäuseoberteil 3 in Raststellung steht. Das Rastglied 10 kann einteilig mit der Abscheiderplatte 5 ausgebildet oder als separates Bauteil ausgeführt sein, welches jedoch mit der Abscheiderplatte 5 verbunden ist.
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In den 6 bis 9 sind Ausführungsbeispiele für Sperrventile 18 bzw. 19 dargestellt. Das Sperrventil 18 gemäß den 6 und 7 und das Sperrventil 19 gemäß den 8 und 9 sind gleichartig aufgebaut, sie unterscheiden sich lediglich im Hinblick auf ihre Dimensionierung. Dadurch ist es möglich, das jeweilige Sperrventil bei unterschiedlichen Druckschwellenwerten in die Öffnungsposition zu versetzen.
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Die Sperrventile 18, 19 sind jeweils als Elastomerventile ausgebildet und umfassen einen ringförmigen Außenrand 18a bzw. 19a und einen scheiben- bzw. tellerförmigen Ventilkörper 18b bzw. 19b innerhalb des ringförmigen Außenrandes, mit dem der Ventilkörper über einen begrenzten Verbindungsabschnitt verbunden ist. Zwischen der Außenseite des Ventilkörpers 18b bzw. 19b und der Innenseite des ringförmigen Außenrandes 18a bzw. 19a klafft eine ringförmige Lücke, welche ein reibungsfreies Verschwenken des Ventilkörpers 18b bzw. 19b um den Verbindungsabschnitt zum Außenrand aus der Ebene des Ventils heraus ermöglicht.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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