DE102017211091A1

DE102017211091A1 - Impaktor zum Abscheiden flüssiger und/oder fester Verunreinigungen aus einem Gasstrom

Info

Publication number: DE102017211091A1
Application number: DE102017211091.0A
Authority: DE
Inventors: Vitali Hardock; Tanja Scheytt; Johannes Weinmann
Original assignee: Mahle International GmbH
Current assignee: Mahle International GmbH
Priority date: 2017-06-29
Filing date: 2017-06-29
Publication date: 2019-01-03

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Impaktor (26) zum Abscheiden flüssiger und/oder fester Verunreinigungen aus einem Gasstrom. Der Impaktor (26) weist eine zylindrische Lochwand (1) mit mehreren radialen Auslassöffnungen (2) und einer axialen Einlassöffnung (4), sowie einer, der Einlassöffnung (4) gegenüberliegende, axialen Zusatzauslassöffnung (3) auf. Ein Steuerelement (19) dient dazu die Zusatzauslassöffnung (3) zu öffnen oder zu schließen. Eine zylindrische Prallwand (9) ist konzentrisch außen an der Lochwand (1) derart angeordnet, dass aus den Auslassöffnungen (2) strömendes Gas möglichst senkrecht auf die Prallwand (9) trifft.
Erfindungswesentlich ist dabei, dass ein Lager (18) an einem Einsatzteil (12) ausgebildet ist, das bezüglich der Lochwand (1) ein separates Bauteil ist und das in die Lochwand (1) eingesetzt und daran befestigt ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Impaktor gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Die Erfindung betrifft außerdem eine Brennkraftmaschine mit einer Kurbelgehäuseentlüftungseinrichtung mit einem solchen Impaktor.
Gattungsgemäße Impaktoren dienen dazu flüssige und feste Verunreinigungen aus einem Gasstrom abzuscheiden und werden bevorzugt bei der Entlüftung eines Kurbelgehäuses zum Abscheiden von Verunreinigungen aus einem, mit Blow-By Gasen vermengten, Gasstrom eingesetzt. Um einen unzulässig hohen Druck im Kurbelgehäuse zu vermeiden, muss dieser Gasstrom aus dem Kurbelgehäuse abgeführt werden und anschließend durch einen Impaktor von Verunreinigungen befreit werden.
Aus der WO 2007/028351 A1 ist ein gattungsgemäßer Impaktor zum Abscheiden von Verunreinigungen aus einem Gasstrom bekannt, in dem der Flüssigkeitsanteil in Form kleiner Partikel bzw. Tropfen vorliegt. Dieser Impaktor wird bei der Entlüftung eines Kurbelgehäuses einer Brennkraftmaschine verwendet. Der Impaktor besitzt eine zylindrische Lochwand, die mehrere radiale Auslassöffnungen, eine axiale Einlassöffnung sowie einer der axialen Einlassöffnung gegenüberliegende axiale Zusatzauslassöffnung aufweist. Die Zusatzauslassöffnung kann durch ein Steuerelement geöffnet und geschlossen werden, wobei das Steuerelement in einem Lager relativ zur Lochwand axial verstellbar angeordnet ist. Der Impaktor weist ferner eine zylindrische Prallwand auf, die außen an der zylindrischen Lochwand und konzentrisch zur Lochwand angeordnet ist. Die Auslassöffnungen dienen dazu, den Gasstrom zu bündeln und zu beschleunigen, wobei die Prallwand und die Auslassöffnungen derart zueinander angeordnet sind, dass der, aus den Auslassöffnungen austretende, Gasstrom möglichst senkrecht auf die Prallwand trifft, um einen bestmöglichen Abscheidegrad zu erzielen. Hierbei kann die Prallwand auch durch ein Vlies gebildet sein, in welchem die abzuscheidenden Partikel oder Öltröpfchen koagulieren und ablaufen können. Der Gasstrom trifft, nach Beschleunigung durch hierfür vorgesehene Auslassöffnungen, auf die Prallwand, an der Verunreinigungen aus dem Gasstrom abgeschieden werden. Dieser Impaktor soll bei Gasströmen mit unterschiedlich großen Mengen jeweils einen möglichst hohen Abscheidegrad erzielen. Zu diesem Zweck kann die Anzahl und/oder die Größe der Querschnitte der Auslassöffnungen in Abhängigkeit des Volumenstroms des zu reinigenden Gases variiert werden. Bei einem Gasstrom mit geringem Volumenstrom weisen die Auslassöffnungen einen geringen Querschnitt und bei einem Gasstrom mit großem Volumenstrom weisen die Auslassöffnungen einen großen Querschnitt auf. Weisen die Auslassöffnungen einen geringen Querschnitt auf, so ist es möglich, auch einen Gasstrom mit geringem Volumenstrom auf eine hohe Geschwindigkeit zu beschleunigen, damit ein entsprechend hoher Abscheidegrad erzielt werden kann. Weist der Gasstrom einen großen Volumenstrom auf, so kann der Querschnitt der Auslassöffnungen vergrößert werden. Der Impaktor ist zylindrisch aufgebaut, mit einer zylindrischen Lochwand, die axial zweiteilig hergestellt ist. Die Auslassöffnungen, die den Gasstrom beschleunigen, werden durch einen zylindrischen Grundkörper der Lochwand und durch einen daran angebrachten Ringkörper der Lochwand gebildet. Der Ringkörper weist ein Lager auf, in dem ein Steuerelement zum Öffnen und/oder Schließen der axialen Zusatzauslassöffnung angeordnet sein kann. Der Impaktor weist ferner eine axiale Formtrennung zwischen dem Grundkörper und dem Ringkörper auf, die durch eine Reihe von Auslassöffnungen verläuft.
Nachteilig beim Stand der Technik ist insbesondere, dass der Grundkörper und der Ringkörper zum Ausbilden der zylindrischen Lochwand exakt auf einander ausgerichtet und abgestimmt sein müssen, da sich sonst beim Ausströmen des Gasstroms aus den Auslassöffnungen Störkonturen in dem Gasstrom bilden, welche einen negativen Einfluss auf den Abscheidegrad haben. Um dies zu vermeiden, ist eine teure und aufwendige Herstellung des Impaktors erforderlich.
Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich daher mit dem Problem, für einen Impaktor der gattungsgemäßen Art eine verbesserte oder zumindest alternative Ausführungsform anzugeben, die insbesondere die aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile überwindet.
Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Die vorliegende Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, einen Impaktor bereit zu stellen, bei dem ein Lager für das Steuerelement an einem Einsatzteil ausgebildet ist, das ein von der Lochwand separates Bauteil ist. Das Einsatzteil ist in die Lochwand eingesetzt und an der Lochwand befestigt, was eine einfache Positionierung des Einsatzteils in der Lochwand ermöglicht. Hierdurch lässt sich die Lochwand mit allen Auslassöffnungen einfach herstellen.
Eine mögliche Ausführungsform schlägt vor, dass das Einsatzteil zwei oder mehr Stege aufweist, die das Lager, in welchem das Steuerelement verstellbar angeordnet ist, innen an der zylindrischen Lochwand abstützen. Die Stege sind vorzugsweise in Umfangsrichtung gleichmäßig verteilt angeordnet. Das Lager, in welchem das Steuerelement hubverstellbar angeordnet ist, ist mittig in dem Einsatzteil ausgebildet. Da das Einsatzteil und die Lochwand separate Bauteile bilden, ist es vorteilhaft, dass das Einsatzteil diese Stege aufweist, um eine insgesamt stabile Anordnung dieser beiden Bauteile zu gewährleisten. Auf das Einsatzteil wirken Kräfte, wenn der Impaktor von einem Gasstrom durchströmt wird. Die Stege verhindern ein seitliches Verkippen des Einsatzteils, indem die Stege diese Kräfte aufnehmen und das Einsatzteil in seiner ursprünglichen Position halten. Da das Steuerelement in dem im Einsatzteil ausgebildeten Lager angeordnet ist, wird dadurch ebenfalls ein seitliches Verkippen des Steuerelements verhindert.
Vorzugsweise kann vorgesehen sein, dass zwischen dem jeweiligen Steg und der Lochwand eine axiale Nut-Feder-Führung ausgestaltet ist. Die axiale Nut der Nut-Feder-Führung ist innen an der zylindrischen Lochwand ausgebildet und ein vom Lager entferntes Ende des Stegs bildet die Feder der Nut-Feder-Führung. Dadurch ist es möglich, die axiale Position des Einsatzteils innerhalb der Lochwand zu variieren. Die axiale Nut gewährleistet, dass das vom Lager entfernte Ende des Stegs stabil in der Nut-Feder-Führung angeordnet ist und bei Belastung nicht seitlich verrutschen kann.
Zweckmäßig kann vorgesehen sein, dass das Einsatzteil mittels Rastverbindungen an der zylindrischen Lochwand befestigt ist. Zusätzlich zur Rastverbindung kann das Einsatzteil noch unlösbar mit der Lochwand verbunden sein. Diese unlösbare Verbindung kann durch Schweißen oder Kleben erzeugt werden. Ist das Einsatzteil mit der Lochwand verschweißt oder mittels einer Klebverbindung mit der Lochwand verbunden, so ist es nur mit großem Aufwand möglich, das Einsatzteil von der Lochwand zu trennen. Es ist vorteilhaft, wenn das Einsatzteil mittels Rastverbindungen an der Lochwand befestigt ist, da dadurch gewährleistet ist, dass das Einsatzteil ohne größeren Aufwand von der Lochwand getrennt werden kann, sollte dies z.B. beim Durchführen von Wartungsarbeiten nötig sein. Die Befestigung des Einsatzteils an der Lochwand mittels Rastverbindungen ist bei der Montage zeitsparender als eine Befestigung des Einsatzteils an der Lochwand mittels Klebverbindung oder eine Verschweißung dieser beiden Bauteile.
Ferner kann zweckmäßig vorgesehen sein, dass die jeweilige Rastverbindung ein am Einsatzteil ausgebildetes Rastelement aufweist, wobei zumindest ein zu diesem Rastelement komplementäres Gegenrastelement an der zylindrischen Lochwand ausgebildet ist. Das Rastelement ist ein Teil des Einsatzteils und das zumindest eine zu diesem Rastelement komplementäre Gegenrastelement ist ein Teil der Lochwand. Das Rastelement und das komplementäre Gegenrastelement bilden zusammen die Rastverbindung, die das Einsatzteil mit der Lochwand verbindet. Ist das Rastelement als Teil des Einsatzteils und das Gegenrastelement als Teil der Lochwand ausgebildet, so ist die Herstellung dieser Bauteile kostengünstiger, da die Rastverbindung nicht aus separaten Einzelteilen besteht.
Vorteilhaft kann vorgesehen sein, dass das jeweilige Rastelement am jeweiligen Steg ausgebildet ist. Dies ist zweckmäßig, da das Einsatzteil wenigstens zwei Stege aufweist, die mit der Lochwand in Kontakt stehen. Die Rastverbindung, über welche die Lochwand mit dem Einsatzteil verbunden ist, weist in dieser Ausführungsform ein Rastelement, das am jeweiligen Steg des Einsatzteils ausgebildet ist, und ein komplementären Gegenrastelement auf, das an der zylindrischen Lochwand ausgebildet ist.
Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform ist es, wenn die Lochwand für das jeweilige Rastelement des Einsatzteils mehrere komplementäre Gegenrastelemente aufweist. Die Gegenrastelemente sind axial zueinander beabstandet an der Lochwand angeordnet. Die Gegenrastelemente sind an verschiedenen axialen Positionen an der Lochwand angeordnet, wobei alle Gegenrastelemente zu dem Rastelement des Einsatzteils komplementär sind, so dass das Rastelement mit allen Gegenrastelementen jeweils verrasten kann. Dies ist vorteilhaft, da dadurch gewährleistet ist, dass die Rastverbindung an verschiedenen axialen Positionen angeordnet sein kann. Dadurch ist es möglich, das Einsatzteil an mehreren verschiedenen axialen Positionen an der Lochwand anzuordnen und zu fixieren.
Eine weitere mögliche Ausführungsform schlägt vor, dass das Lager einen der axialen Zusatzauslassöffnung zugewandten Führungsabschnitt zum axialen Führen einer Führungsstange des Steuerelements aufweist. Ferner ist ein Aufnahmeabschnitt zum Aufnehmen einer Vorspannfeder vorgesehen, wobei dieser Aufnahmeabschnitt von der axialen Zusatzauslassöffnung abgewandt angeordnet ist. Ein Verschlussteller ist mit der Führungsstange des Steuerelements verbunden. Der Verschlussteller des Steuerelements ist durch die Vorspannfeder in einer Ausgangsposition vorgespannt, in welcher der Verschlussteller die Zusatzauslassöffnung vollständig verschließt. Wird im Kurbelgehäuse ein maximal zulässiger Grenzdruck überschritten, so gibt das Steuerelement die Zusatzauslassöffnung sukzessive frei. Der Druck aus dem Kurbelgehäuse beaufschlagt den Verschlussteller des Steuerelements und bewirkt eine Auslenkung des Verschlusstellers aus seiner Ausgangsposition. Die Spannkraft der Vorspannfeder wirkt der Kraft entgegen, die der Druck aus dem Kurbelgehäuse auf den Verschlussteller des Steuerelements ausübt. Durch die Führungsstange ist gewährleistet, dass sich der Verschlussteller nur vollständig in seinem kompletten Umfang von dem Einsatzteil in axialer Richtung abhebt und dadurch die axiale Zusatzauslassöffnung vollständig freigibt, wenn ein vorbestimmter maximal zulässiger Grenzdruck im Kurbelgehäuse erreicht ist. Die in dem Führungsabschnitt angeordnete Führungsstange verhindert, dass der Verschlussteller beispielsweise nur auf einer Seite von dem Einsatzteil abhebt und dass dadurch die axiale Zusatzauslassöffnung ungewollt teilweise freigegeben wird. Dies ist vorteilhaft, da dadurch gewährleistet ist, dass im Kurbelgehäuse kein ungewollter Druckverlust auftritt. Ferner wird verhindert, dass der verunreinigte Gasstrom ungewollt über die Zusatzauslassöffnung aus dem Impaktor entweichen kann. Der Führungsabschnitt, in dem die Führungsstange des Steuerelements angeordnet ist, gewährleistet, dass sich die Zusatzauslassöffnung nur öffnet, indem der Verschlussteller des Steuerelements vollständig in axialer Richtung von dem Einsatzteil abhebt, wenn ein maximal zulässiger Grenzdruck im Kurbelgehäuse erreicht ist.
Zweckmäßig kann vorgesehen sein, dass die Lochwand ein einstückig hergestelltes Spritzgussteil ist, wobei die Auslassöffnungen, durch die der Gasstrom strömt, bereits vollständig in der Lochwand ausgebildet sind. Es ist vorteilhaft, wenn die Lochwand ein einstückig hergestelltes Spritzgussteil ist, da dadurch gewährleistet ist, dass die Lochwand schnell und kostengünstig hergestellt werden kann. Ferner ist vorteilhaft, dass die einstückig hergestellte Lochwand, für den Fall das zusätzliche Elemente an der Lochwand befestigt sind, keine Verbindungsstellen aufweist. Die zusätzlichen Elemente sind ein fester Bestandteil der einstückig hergestellten Lochwand. Verbindungsstellen weisen meist eine geringere Stabilität auf, als der Rest eines Bauteils. Es ist deshalb vorteilhaft, wenn die Lochwand ein einstückig hergestelltes Spritzgussteil ist, da bei dieser Ausführungsform die Stabilität nicht durch gegebenenfalls vorhandene Verbindungsstellen beeinträchtigt wird. Werden die Auslassöffnungen durch das Einsatzteil und die Lochwand gebildet, so müssen das Einsatzteil und die Lochwand exakt aufeinander abgestimmt sein, da sonst Störkonturen beim Durchtritt des Gasstroms durch die Auslassöffnungen auftreten. Wenn die Auslassöffnungen bereits vollständig in der einstückig hergestellten Lochwand ausgebildet sind, so ist dies vorteilhaft, da dadurch gewährleistet ist, dass keine Störkonturen in dem Gasstrom auftreten können und dass der Abscheidegrad des Impaktors nicht durch Störkonturen negativ beeinflusst werden kann.
Bei der Ausgestaltung der Auslassöffnungen in der Lochwand können im Einströmbereich der Auslassöffnungen Radien vorgesehen sein, welche zur Reduzierung des Druckverlustes dienen. Diese Radien können zur Vermeidung von Störkonturen mittels eines Zerfallskern hergestellt werden.
In einer bevorzugten Ausführungsform kann die Lochwand außen Distanzelemente aufweisen. Die Distanzelemente sind derart an der Lochwand angeordnet, dass die Prallwand durch die Distanzelemente radial abgestützt ist. Trifft der Gasstrom auf die Prallwand, so wirken auf die Prallwand radial gerichtete Kräfte. Es ist vorteilhaft, wenn die Prallwand durch die Distanzelemente radial abgestützt wird, da auf diese Weise gewährleistet ist, dass diese radial gerichteten Kräfte teilweise von den Distanzelementen aufgenommen werden können. Es ist ferner möglich, über die Länge der Distanzelemente den radialen Abstand zwischen der Lochwand und der Prallwand zu variieren.
Vorteilhaft kann vorgesehen sein, dass die Lochwand außen für jede Auslassöffnung einen Kragen aufweist, wobei der Kragen die jeweilige Auslassöffnung einfasst. Durch den Kragen wird jede Auslassöffnung radial in Richtung der Prallwand verlängert. Die Länge der Auslassöffnung wird von der Dicke der Lochwand und von dem Kragen bestimmt, welcher die Auslassöffnung in Richtung der Prallwand radial verlängert. Durchströmt der Gasstrom nicht nur die Auslassöffnung, sondern auch den Kragen, so wird die von der Gasströmung durchströmte Länge der Auslassöffnung vergrößert. Dies ist vorteilhaft, da dadurch gewährleistet ist, dass der Gasstrom nicht breit gefächert, sondern fokussiert auf einen bestimmten Punkt, auf die Prallwand trifft. Die Gasströmung wird beim Durchströmen der Auslassöffnung beschleunigt. Je länger die Auslassöffnung ist, desto größer ist die Beschleunigung der Gasströmung, desto größer ist die Geschwindigkeit, mit der die Gasströmung auf die Prallwand trifft, desto höher ist der Abscheidegrad des Impaktors.
Ferner kann zweckmäßig vorgesehen sein, dass die Distanzelemente über die Kragen radial in Richtung der Prallwand vorstehen. Die Distanzelemente sind derart angeordnet, dass die Kragen radial beabstandet zur Prallwand enden und die Gasströmung zuerst in einen Zwischenraum zwischen Lochwand und Prallwand strömt, bevor die Gasströmung auf die Prallwand trifft. Je größer der radiale Abstand zwischen Kragen und Prallwand, desto breiter fächert sich die Gasströmung bei der Durchströmung des Zwischenraums auf und desto größer ist der Geschwindigkeitsverlust der Gasströmung. Es ist vorteilhaft, die Kragen radial beabstandet zur Prallwand anzuordnen, da dadurch ein Zwischenraum zwischen der Lochwand und der Prallwand entsteht, durch den verhindert wird, dass bereits aus der Gasströmung abgeschiedene Verunreinigungen erneut von der einströmenden Gasströmung mitgerissen werden.
In einer bevorzugten Ausführungsform kann die Lochwand außen einen die Einlassöffnung einfassenden Ringkragen aufweisen. Die Lochwand kann am Ringkragen mehrere Stützelemente aufweisen, an denen die Prallwand axial stirnseitig abgestützt ist, wobei die Stützelemente in Umfangsrichtung um die Lochwand verteilt sind, so dass die Prallwand an ihrer dem Ringkragen zugewandten Stirnseite axial vom Ringkragen beabstandet ist. Der Gasstrom strömt durch die axiale Einlassöffnung in den Impaktor ein und wird anschließend um ca. 90° umgelenkt und strömt anschließend durch die radialen Auslassöffnungen. Bei dieser Umlenkung wirken axiale Kräfte auf die Lochwand. Es ist vorteilhaft, wenn die Lochwand am Ringkragen mehrere Stützelemente aufweist, da dadurch gewährleistet ist, dass die axialen Kräfte, die bei der Umlenkung des Gasstroms auf die Lochwand wirken, von den Stützelementen aufgenommen werden können.
Zweckmäßig kann vorgesehen sein, dass die Lochwand einen Käfig aufweist, der die Zusatzauslassöffnung einfasst. Ferner kann vorgesehen sein, dass das Steuerelement einen Verschlussteller aufweist. Dieser Verschlussteller dient zum Schließen der Zusatzauslassöffnung und ist innerhalb des Käfigs an dem Rand der Lochwand angeordnet. Zum Öffnen der Zusatzauslassöffnung hebt dieser Verschlussteller innerhalb des Käfigs vom Rand der Lochwand axial ab. Wenn die Lochwand einen die Zusatzauslassöffnung einfassenden Käfig aufweist, so ist dies vorteilhaft, da auf diese Weise gewährleistet ist, dass ein seitliches radiales Verkippen des Verschlusstellers verhindert wird, wenn der Verschlussteller innerhalb des Käfigs von der Lochwand beim Öffnen der Zusatzauslassöffnung axial abhebt. Ein radiales Verkippen des Verschlusstellers beim Öffnen der Zusatzauslassöffnung resultiert darin, dass der Verschlussteller beim Verschließen der Zusatzauslassöffnung nicht wieder seine ursprüngliche Position auf dem Rand der Lochwand einnimmt. Ein seitliches radiales Verkippen des Verschlusstellers im geöffneten Zustand der Zusatzauslassöffnung kann dazu führen, dass der Verschlussteller die Zusatzauslassöffnung auch im geschlossenen Zustand des Steuerelements teilweise freigibt. Teile des Gasstroms strömen in diesem Fall ungewollt durch die Zusatzauslassöffnung aus dem Impaktor, obwohl der maximal zulässige Grenzdruck im Kurbelgehäuse nicht überschritten ist, was in einem schlechteren Abscheidegrad des Impaktors resultiert, da aus diesen Teilen des Gasstroms keine Verunreinigungen abgeschieden werden.
Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Komponenten beziehen.
Es zeigen, jeweils schematisch,

1 eine isometrische Ansicht eines Impaktors,
2 einen Längsschnitt des Impaktors,
3 eine isometrische Ansicht eines Einsatzteils.

Entsprechend 1 weist ein Impaktor 26 eine zylindrische Lochwand 1 auf. Die zylindrische Lochwand 1 weist radiale Auslassöffnungen 2, eine axiale Zusatzauslassöffnung 3, sowie eine axiale Einlassöffnung 4 auf. Dabei ist die axiale Zusatzauslassöffnung 3 gegenüber der axialen Einlassöffnung 4 angeordnet. Die Axialrichtung wird daher durch die Längsmittelachse der zylindrischen Lochwand 1 definiert. Wie in 1 illustriert, sind die radialen Auslassöffnungen 2 von Kragen 5 eingefasst, wobei die Kragen 5 die Auslassöffnungen 2 radial verlängern. Die Lochwand 1 weist ferner Distanzelemente 6 auf, wobei die Distanzelemente 6 in radialer Richtung weiter von der Lochwand 1 abstehen als die Kragen 5. Um die Einlassöffnung 4 der Lochwand 1 ist außen ein radial abstehender Ringkragen 7 angeordnet, der die Einlassöffnung 4 einfasst. An diesem Ringkragen 7 weist die Lochwand 1 mehrere in Umfangsrichtung verteilte Stützelemente 8 auf, an denen eine nur in 2 dargestellte Prallwand 9 axial stirnseitig abgestützt ist. Diese Prallwand 9 kann durch ein, vorzugsweise ringförmig geschlossenes Vlies gebildet sein. Die abzuscheidenden Partikel oder Tröpfchen haften an den einzelnen Fasern an und koagulieren zu größeren Tropfen, welche entsprechend der Schwerkraft abfließen können. Für Luft kann das Vlies durchlässig sein. Da das Vlies keine glatte Oberfläche ausbildet, kommt es beim Auftreffen des zu reinigende Gasstromes zu keinem wegspritzen der abzuscheidenden Partikel oder Tröpfchen, wodurch ein besseres Abscheideergebnis erzielt wird. Durch die Stützelemente 8 ist die Prallwand 9 an ihrer dem Ringkragen 7 zugewandten Stirnseite axial vom Ringkragen 7 beabstandet. Die Zusatzauslassöffnung 3 ist von einem Käfig 10 eingefasst, wobei der Käfig 10 außen an der Lochwand 1 angeordnet ist. Die Lochwand 1 weist auf ihrer Innenseite ferner Gegenrastelemente 11 auf.
Entsprechend 2 sind innerhalb der Lochwand 1 ein Einsatzteil 12 und ein Verschlussteller 13 angeordnet, wobei der Verschlussteller 13 an einer Führungsstange 14 befestigt ist. Das in 2 und 3 gezeigte Einsatzteil 12 weist ein Lager 18 auf, in dem die Führungsstange 14 angeordnet ist. Das Lager 18 ist axial in einen Führungsabschnitt 15 und einen Aufnahmeabschnitt 16 unterteilt. Dabei weist der an den Verschlussteller 13 anschließende Führungsabschnitt 15 einen geringeren Durchmesser auf, als der Aufnahmeabschnitt 16. Im Führungsabschnitt 15 ist die Führungsstange 14 axial geführt und axial verstellbar gelagert. An der Stelle, an welcher der Aufnahmeabschnitt 16 in den Führungsabschnitt 15 übergeht, ist eine Stufe 27 ausgebildet, da der Aufnahmeabschnitt 16 einen größeren Durchmesser aufweist als der Führungsabschnitt 15. An der Führungsstange 14 ist eine Vorspannfeder 17 angeordnet, wobei die Vorspannfeder 17 an der Stufe 27 axial abgestützt ist und sich durch den Aufnahmeabschnitt 16 hindurch erstreckt und außerhalb des Aufnahmeabschnitts 16 über eine Stützscheibe 28 an der Führungsstange 14 axial abgestützt ist. Der Verschlussteller 13 ist an der Führungsstange 14 angeordnet, wobei die Führungsstange 14, betrachtet von dem Verschlussteller 13 aus, am gegenüberliegenden Ende des Einsatzteils 12 aus dem Einsatzteil 12 herausragt. Der Führungsabschnitt 15 des Einsatzteils 12 ist derart ausgebildet, dass der Führungsabschnitt 15 als ein Lager 18 fungiert, in welchem ein Steuerelement 19 angeordnet ist, wobei das Steuerelement 19 aus dem Verschlussteller 13 und der Führungsstange 14 gebildet ist. Es verlässt den Rahmen der vorliegenden Erfindung nicht, wenn der Verschlussteller 13 nicht als Teller ausgebildet ist, sondern eine andere geometrische Form aufweist.
Wie in 2 und 3 illustriert, weist das Einsatzteil 12 ein Rastelement 23 auf, das komplementär zu dem Gegenrastelement 11 ist, wobei das Gegenrastelement 11 an der Lochwand 1 ausgebildet ist. Das Einsatzteil 12 ist über eine Rastverbindung, die aus dem Rastelement 23 und dem komplementären Gegenrastelement 11 besteht, mit der Lochwand 1 verbunden. Es verlässt den Rahmen der vorliegenden Erfindung nicht, wenn das Einsatzteil 12 mehrere Rastelemente 23 aufweist bzw. wenn die Lochwand 1 mehrere, zu den Rastelementen 23 komplementäre, Gegenrastelemente 11 aufweist, durch die es möglich ist, die axiale Position des Einsatzteils 12 in der zylindrischen Lochwand 1 zu variieren. Das Einsatzteil 12 kann durch Kleben oder Schweißen in der vorgegebenen Position unlösbar mit der Lochwand 1 verbunden sein. Ferner weist das Einsatzteil 12 Stege 20 auf, die das durch den Führungsabschnitt 15 gebildete Lager 18 innen an der nur in 1 und 2 gezeigten Lochwand 1 abstützen.
Die Lochwand 1 weist auf der Innenseite für jeden Steg 20 eine Nut 22 auf, in der das Einsatzteil 12 axial geführt in die Lochwand 1 eingesetzt ist. Das Einsatzteil 12 ist in der Nut 22 durch eine Feder 21 gestützt bzw. geführt, wobei das jeweilige außenliegende Ende des Steges 20 des Einsatzteils 12 oder eine davon radial abstehende Nase als Feder 21 dient. Das Einsatzteil 12 ist dementsprechend über eine Nut-Feder-Verbindung in der Lochwand 1 gestützt bzw. axial geführt. Dabei ist die Verbindung des Rastelements 23 mit dem komplementären Gegenrastelement 11 als ein Teil der Nut-Feder-Verbindung bzw. als zusätzliche Nut-Feder-Verbindung zu betrachten. Das am Einsatzteil 12 ausgebildete Rastelement 23 bildet dabei die Feder 21 und das an der Lochwand 1 ausgebildete Gegenrastelement 11 bildet dabei die Nut 22. Wie in 1 illustriert, erstreckt sich die in der Lochwand 1 ausgebildete Nut 22 in axialer Richtung vom dem Käfig 10 bis zum Ringkragen 7. Sämtliche an dem Einsatzteil 12 radial abstehende Vorsprünge, z.B. eine radial abstehende Nase oder das jeweilige außenliegende Ende des Steges 20 können dabei als Feder 21 dienen, welche in die Nut 22 eingreift und dadurch das Einsatzteil 12 in der Lochwand 1 durch eine Nut-Feder-Verbindung stützt bzw. axial führt.
Eine Brennkraftmaschine 24 mit Kurbelgehäuse benötigt eine Kurbelgehäuseentlüftungseinrichtung 25 um einen, mit Blow-By Gasen vermengten Gasstrom aus dem Kurbelgehäuse abzuführen. Die beim Betrieb der Brennkraftmaschine 24 entstehenden Blow-By Gase müssen aus dem Kurbelgehäuse abgeführt und gereinigt werden. Hierzu wird vorzugsweise ein Impaktor 26 verwendet, wobei der Impaktor 26 eine Prallwand 9 und eine Lochwand 1 aufweist und das Einsatzteil 12 in der Lochwand 1 angeordnet ist.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

WO 2007/028351 A1 [0003]

Claims

Impaktor (26) zum Abscheiden flüssiger und/oder fester Verunreinigungen aus einem Gasstrom, - mit einer zylindrischen Lochwand (1), die mehrere radiale Auslassöffnungen (2), eine axiale Einlassöffnung (4) und eine der Einlassöffnung (4) gegenüberliegende axiale Zusatzauslassöffnung (3) aufweist, - mit einem Steuerelement (19) zum Öffnen und Schließen der Zusatzauslassöffnung (3), das hierzu in einem Lager (18) relativ zur Lochwand (1) axial verstellbar angeordnet ist, - mit einer zylindrischen Prallwand (9), die außen an der Lochwand (1) und konzentrisch dazu so angeordnet ist, dass aus den Auslassöffnungen (2) ausströmendes Gas auf die Prallwand (9) trifft, dadurch gekennzeichnet, dass das Lager (18) an einem Einsatzteil (12) ausgebildet ist, das bezüglich der Lochwand (1) ein separates Bauteil ist und das in die Lochwand (1) eingesetzt und daran befestigt ist.
Impaktor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Einsatzteil (12) wenigstens zwei Stege (20) aufweist, die das Lager (18) innen an der Lochwand (1) abstützen.
Impaktor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem jeweiligen Steg (20) und der Lochwand (1) eine axiale Nut-Feder-Führung ausgestaltet ist, deren axiale Nut (21) innen an der Lochwand (1) ausgebildet ist und deren Feder (22) durch ein vom Lager (18) entferntes Ende des Stegs (20) gebildet ist.
Impaktor nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, dass das Einsatzteil (12) mittels Rastverbindungen an der Lochwand (1) befestigt ist.
Impaktor nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweilige Rastverbindung ein am Einsatzteil (12) ausgebildetes Rastelement (23) und zumindest ein dazu komplementäres, an der Lochwand (1) angebrachtes Gegenrastelement (11) aufweist.
Impaktor nach einem der Ansprüche 2, 3 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass das jeweilige Rastelement (23) am jeweiligen Steg (20) ausgebildet ist.
Impaktor nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweilige Rastverbindung mehrere Gegenrastelemente (11) aufweist, die axial zueinander beabstandet sind, um mehrere verschiedene axiale Positionen für das Einsatzteil (12) in der Lochwand (1) zu ermöglichen.
Impaktor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Lager (18) einen der Zusatzauslassöffnung (3) zugewandten Führungsabschnitt (15) zum axialen Führen einer Führungsstange (14) des Steuerelements (19) und einen von der Zusatzauslassöffnung (3) abgewandten Aufnahmeabschnitt (16) zum Aufnehmen einer Vorspannfeder (17) zum Vorspannen eines mit der Führungsstange (14) verbundenen Verschlussstellers (13) des Steuerelements (19) in eine die Zusatzauslassöffnung (3) verschließende Schließstellung aufweist.
Impaktor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lochwand (1) ein einstückig hergestelltes Spritzgussteil ist, in dem alle Auslassöffnungen (2) vollständig ausgeformt sind und insbesondere Radien an Einströmbereichen der Auslassöffnungen (2) vorgesehen sind.
Impaktor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lochwand (1) außen Distanzelemente (6) aufweist, an denen die Prallwand (9) radial abgestützt ist.
Impaktor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lochwand (1) außen für jede Auslassöffnung (2) einen Kragen (5) aufweist, der die jeweilige Auslassöffnung (2) einfasst und radial verlängert.
Impaktor nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Distanzelemente (6) radial über die Kragen (5) vorstehen, so dass die Kragen (5) radial beabstandet zur Prallwand (9) enden.
Impaktor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, - dass die Lochwand (1) außen einen die Einlassöffnung (4) einfassenden Ringkragen (7) aufweist, - dass die Lochwand (1) am Ringkragen (7) mehrere in Umfangsrichtung verteilte Stützelemente (8) aufweist, an denen die Prallwand (9) axial stirnseitig abgestützt ist, so dass die Prallwand (9) an ihrer dem Ringkragen (7) zugewandten Stirnseite axial vom Ringkragen (7) beabstandet ist.
Impaktor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, - dass die Lochwand (1) außen einen die Zusatzauslassöffnung (3) einfassenden Käfig (10) aufweist, - dass das Steuerelement (19) einen Verschlussteller (13) zum Steuern der Zusatzauslassöffnung (3) aufweist, der zum Schließen der Zusatzauslassöffnung (3) innerhalb des Käfigs (10) an einem die Zusatzauslassöffnung (3) einfassenden Rand der Lochwand (1) anschließt und zum Öffnen der Zusatzauslassöffnung (3) innerhalb des Käfigs (10) vom Rand axial abhebt.
Verwendung des Impaktors (26) nach einem der vorhergehenden Ansprüche in einer Kurbelgehäuseentlüftungseinrichtung (25) einer Brennkraftmaschine (24) zum Abscheiden von Öl aus Blow-By Gasen.