DE19515482A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Rückführen von Öl aus einem Ölabscheider - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren gemäß dem Ober­ begriff des Anspruches 1 sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Es ist aus dem Bereich der Kraftfahrzeugtechnik be­ kannt, Kurbelgehäuse zu entlüften und die dabei ab­ geführten ölhaltigen Gasnebel aus Gründen des Um­ weltschutzes einem Ölabscheider zuzuführen.

Mit zunehmendem Wirkungsgrad der Ölabscheider steigt üblicherweise der Druckverlust am Filtermedium an. Das abgeschiedene Öl muß daher gegen ein Druckge­ fälle in das Kurbelgehäuse zurückgeführt werden.

Es ist bekannt, die Auslaßleitung des Ölabscheiders, durch die das Öl in das Kurbelgehäuse zurückgeführt wird, bereichsweise als Syphon auszubilden, so daß in diesem Syphon stets eine Ölsäule steht, die das Druckgefälle ausgleicht. Bei hohen Abscheidegraden und dementsprechend hohen Druckdifferenzen ist je­ doch die für einen derartigen Syphon benötigte Bau­ höhe so groß, daß eine entsprechende Ausgestaltung des Syphons in der Praxis häufig nicht möglich ist.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, die die Rückführung des Öls aus einem Ölabscheider auch gegen ein hohes Druckgefälle unter eingeschränk­ ten räumlichen Bedingungen kostengünstig, einfach und wartungsfrei ermöglicht und hierzu ausschließ­ lich Energie verwendet, die ohnehin an einer Maschine, beispielsweise einem Verbrennungs­ motor, anfällt.

Diese der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird durch das Verfahren gemäß Anspruch 1 und die Vor­ richtung gemäß Anspruch 7 gelöst.

Die Erfindung schlägt mit anderen Worten vor, das Öl zunächst in einen Sammelraum zu führen, der gegen­ über dem Kurbelgehäuse als einem Raum erhöhten Druckes abgedichtet ist. Das Druckgefälle, was sich am Filtermedium ergibt, führt auf der Reingasseite zu relativ niedrigen Druckverhältnissen gegenüber dem im Kurbelgehäuse eines Verbrennungsmotors herrschenden Druck. Der gegenüber dem Kurbelge­ häuse abgedichtete Sammelraum ermöglicht ein ein­ faches Sammeln des abgeschiedenen Öls, indem dieses beispielsweise unter Einwirkung der Schwerkraft in den Sammelraum fließt.

Zu bestimmten Intervallen wird dann der Sammelraum gegenüber dem Ölabscheider abgedichtet und gegenüber dem Kurbelgehäuse geöffnet. Auf diese Weise findet ein Druckausgleich zwischen Sammelraum und Kurbel­ gehäuse statt und anschließend kann das Öl aus dem Sammelraum in das Kurbelgehäuse geführt werden, bei­ spielsweise durch Schwerkrafteinwirkung abfließen, ohne daß hierzu ein Druckunterschied zu überwinden wäre.

Die Öffnung des Sammelbehälters gegenüber dem Kur­ belgehäuse erfolgt intermittierend in zeitlichen Abständen. Diese können entweder fest vorgegeben sein und durch eine Zeitschalteinrichtung, z. B. mechanisch oder elektronisch, eingehalten werden. Die Abstände können jedoch auch variabel oder zufällig festgelegt werden, z. B. durch sich regelmäßig wiederholende Aktionen, wie Motorbremse od. dgl. Schließlich kann auch eine - allerdings aufwendigere - Steuerung mit einer Sensorik vorge­ sehen sein, die den Füllstand des Sammelraumes überwacht und im Bedarfsfall die Öffnung des Sammel­ raumes gegenüber dem Kurbelgehäuse einleitet.

Die Entleerung des Sammelraumes kann vorteilhaft über Energien gesteuert werden, die ohnehin im Bereich des Motors vorhanden sind, entweder indem das Öl durch die Schwerkraft ohne zusätzlich auf­ zubringende Kräfte abfließt, oder indem der Sammelraum mittels der bei LKW′s für das Brems­ system ohnehin vorhandenen Druckluft regelrecht ausgeblasen wird, oder indem eine Pumpe vorgesehen ist, wobei der Sammelraum beispielsweise bewegliche Wandungen aufweisen kann, so daß sein Volumen verringerbar ist und hierdurch die gewünschte Pumpwirkung erzielt werden kann.

Vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind den Unteransprüchen 2 bis 6 ent­ nehmbar; vorteilhafte Ausgestaltungen der erfin­ dungsgemäßen Vorrichtung sind den Unteransprüchen 8 bis 10 entnehmbar.

Das erfindungsgemäße Verfahren sowie zwei Ausfüh­ rungsbeispiele einer erfindungsgemäßen Vorrichtung werden anhand der Zeichnungen im folgenden näher erläutert. Dabei zeigt

Fig. 1 schematisch ein Blockschaltbild eines ersten Ausführungsbeispieles und die

Fig. 2 ein zweites, ebenfalls schematisch dargestelltes Ausführungsbeispiel in zwei verschiedenen Betriebszuständen.

In Fig. 1 ist mit 1 allgemein eine Vorrichtung zum Rückführen des Öls aus einem Ölabscheider bezeich­ net. Mit 2 ist dabei eine Zuleitung gekennzeichnet, die vom Ölabscheider zu der Vorrichtung 1 führt. Mit einem Pfeil ist die Strömungsrichtung des Öls kenntlich gemacht.

Die Vorrichtung 1 umfaßt zunächst ein Rückschlag­ ventil 3, welches im Normalfall in seiner Offen­ stellung steht und das Einströmen des Öls durch die Zuleitung 2 in die Vorrichtung 1 ermöglicht. Die Vorrichtung 1 umfaßt weiterhin einen Sammelraum 4 sowie eine Auslaßleitung 5, durch die das Öl in das Kurbelgehäuse eines Verbrennungsmotors rückgeführt werden kann.

Die Auslaßleitung 5 ist zu einem Großteil der Zeit durch ein Steuerventil 6 verschlossen, so daß das durch die Zuleitung 2 in den Sammelraum 4 ein­ strömende Öl im Sammelraum 4 gesammelt wird. In zeitlichen Abständen wird das Steuerventil 6 ge­ öffnet, so daß das Öl aus dem Sammelraum 4 durch die Auslaßleitung 5 in das Kurbelgehäuse abfließen kann.

Zu diesem Zweck wird eine schematisch mit 7 bezeich­ nete Steuereinrichtung betätigt, die beispielsweise an ein schematisch angedeutetes Pedal 8 angeschlos­ sen sein kann. Wird die Motorbremse betätigt, so strömt Druckluft über eine Druckleitung 9 und gelangt stromabwärts (in Richtung des Ölstromes gesehen) hinter das Rückschlagventil 3.

Der durch die Druckleitung 9 aufgebaute Druck innerhalb der Vorrichtung 1 bewirkt, daß das Rückschlagventil 3 schließt, da sich ein Druck innerhalb des Sammelraumes 4 und der anschließenden Leitungsabschnitte aufbaut. Durch diesen Druck wird das Steuerventil 6 geöffnet, beispielsweise gegen die Wirkung einer schematisch angedeuteten Feder 10. Durch den Druck, der höher ist als der im Kurbel­ gehäuse herrschende Druck, wird das Öl aus dem Sammelraum 4 durch die Auslaßleitung 5 in das Kurbelgehäuse geblasen.

Die Steuereinrichtung 7 ist rein beispielhaft als mit dem Pedal 8 verbunden dargestellt. Eine Zeit­ steuerung innerhalb regelmäßiger zeitlicher Ab­ stände kann ebenso vorgesehen sein wie eine Aus­ lösung des Ausblasvorganges mittels eines Füll­ standsensors, der dem Sammelraum 4 zugeordnet ist.

Das Ausblasen des Sammelraumes 4 kann in kurzer Zeit erfolgen. Das währenddessen aus dem Ölabscheider anfallende Öl wird in der Zuleitung 2 gesammelt, die durch ihre Länge oder durch ihren Durchmesser als Puffer oder Speicher für das Öl während dieser Phase des Ausblasens dient.

Fig. 2 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung 1, wobei funktionell gleichwirkende Bauteile bei diesem zweiten Ausführungsbeispiel mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind wie beim ersten Ausführungsbeispiel.

Die Vorrichtung 1 umfaßt auch in Fig. 2 eine Zu­ leitung 2, jedoch zwei Auslaßleitungen 5.

Die Vorrichtung 1 weist zwei Sammelräume 4 für das Öl auf. Diese beiden Sammelräume 4 befinden sich zwischen insgesamt drei Kolben 11, die durch eine gemeinsame Kolbenstange 12 im Abstand zueinander angeordnet sind.

In einem ersten Betriebszustand gemäß der Dar­ stellung 1 von Fig. 2 ist der links dargestellte Sammelraum 4 wirksam mit der Zuleitung 2 verbunden. In diesem Sammelraum 4 kann demzufolge Öl gesammelt werden, welches der Vorrichtung 1 vom Ölabscheider zugeführt wird.

Der rechte Sammelraum 4 ist im Betriebszustand gemäß der Darstellung 1 mit der rechten Auslaß­ leitung 5 wirksam verbunden, so daß das in diesem rechten Sammelraum 4 vorhandene Öl durch die Aus­ laßleitung 5 zum Kurbelgehäuse abfließen kann. Dabei ist keine zusätzliche Druckunterstützung zum Entleeren des Sammelraumes 4 vorgesehen, sondern das Öl kann durch die Einwirkung der Schwerkraft nach unten in die Auslaßleitung 5 abfließen.

In einem zweiten Betriebszustand, der in der Dar­ stellung 11 von Fig. 2 dargestellt ist, ist die gesamte Kolbenbaugruppe gegenüber dem ersten Betriebszustand verschoben. In diesem zweiten Betriebszustand wird der zunächst gefüllte linke Sammelraum 4 entleert, da dieser mit der linken Auslaßleitung 5 verbunden ist. Der rechte Sammel­ raum 4 ist gegenüber der rechten Auslaßleitung 5 abgeschlossen und zur Zuleitung 2 geöffnet, so daß das vom Ölabscheider anfallende Öl in diesem rechten Sammelraum 4 gesammelt wird.

Die Umschaltung zwischen den beiden Betriebszu­ ständen kann wie schon grundsätzlich erwähnt zu festen oder vorgegebenen Zeitpunkten erfolgen. Zu­ sätzlich zu der dargestellten Möglichkeit des Abfließens des Öls können beispielsweise an der Oberseite der Vorrichtung 1 Druckluftanschlüsse vor­ gesehen sein, die bei einer entsprechenden Stellung der Kolbenbaugruppe das Entleeren eines Sammel­ raumes 4 unterstützen.

Das Prinzip beweglicher Sammelräume, die vom Ort geringeren Druckes, also von einer Verbindung mit der Zuleitung 2, zu einem Ort höheren Druckes, also zu einer Verbindung mit der Auslaßleitung 5, be­ wegt werden, läßt sich mit beliebigen anderen Bau­ gruppen ebenfalls realisieren. So sind beispiels­ weise rotierende zahnradartige Kolben mit mehreren Sammelräumen denkbar oder schraubenartig ausge­ bildete Kolben.

In jedem Fall ist es möglich, die abgeschiedene Ölmenge gegen das Druckgefälle wieder in das Kurbelgehäuse zurückzufördern, wobei eine kompakte Ausgestaltung der Einrichtung möglich ist und eine Energie zur Betätigung der Einrichtung ver­ wendet werden kann, die durch den Motor ohnehin bereitgestellt wird. Dabei kann die Vorrichtung einfach, funktionssicher und wartungsfrei ausge­ bildet sein.

Bei einem druckunterstützten Ausblasen des Sammel­ raumes 4 kann das Ausblasen beispielsweise durch ein elektrisches oder pneumatisches Trägermodul in festen Abständen erfolgen. In variablen Abständen, wie durch die angesprochene Motorbremse oder im Bedarfsfall durch eine entsprechende Sensorik, kann dieses Ausblasen des Sammelraumes 4 ebenfalls an­ gesteuert werden. Der hierzu notwendige Druck kann beispielsweise aus der Bremssystemluft bei LKW′s oder durch die Entnahme von Luft hinter einem vor­ handenen Turbolader bereitgestellt werden oder durch die Verringerung des Volumens des Sammelraumes.

Claims (10)

1. Verfahren zum Rückführen von Öl, welches mittels eines Ölabscheiders aus einem Gas­ nebel gewonnen wurde, wobei der Ölabscheider eine Rohgas- und eine Reingasseite aufweist, und wobei das Öl gegen ein Druckgefälle rück­ geführt wird, beispielsweise in das Kurbelge­ häuse einer Brennkraftmaschine, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Öl aus dem Ölab­ scheider einem Sammelraum (4) zugeführt wird, der abwechselnd zum Ölabscheider und zum Kurbelgehäuse geöffnet und dabei gegenüber dem jeweils anderen Raum abgeschlossen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Öl aus dem Sammelraum (4) unter Einwirkung der Schwerkraft in das Kurbelgehäuse fließt.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Öl aus dem Sammelraum (4) unter Druck ausgebracht wird, wobei dieser Druck höher ist als der Druck im Kurbelge­ häuse.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Öl mittels Druckluft aus­ geblasen wird.

5. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Öl mittels einer Pumpe aus­ gepumpt wird.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwei oder mehr Sammelräume (4) vorgesehen sind, wobei ein mit Öl gefüllter Sammelraum (4) vom Ölabscheider entkoppelt und mit dem Kurbelge­ häuse verbunden wird und das unterdessen an­ fallende Öl vom Ölabscheider einem weiteren Sammelraum (4) zugeführt wird, der gegenüber dem Kurbelgehäuse abgedichtet ist.

7. Vorrichtung (1) zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1,
mit einer Zuleitung (2), die mit dem Ölab­ scheider verbunden ist,
sowie mit einem Sammelraum (4) für das Öl,
sowie mit einer Auslaßleitung (5), die mit dem Kurbelgehäuse verbunden ist,
wobei der Sammelraum (4) wahlweise mit der Zuleitung (2) oder der Auslaßleitung (5) ver­ bindbar ist und wobei die Verbindung mit der jeweils anderen Leitung (5, 2) unterbrechbar aus­ gebildet ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch ein Rückschlagventil (3), welches in seiner Offenstellung einen Ölfluß vom Öl­ abscheider zum Sammelraum (4) ermöglicht,
sowie durch einen Druckluftanschluß (Druck­ leitung 9), der bezüglich des Ölstromes stromabwärts hinter dem Rückschlagventil (3) angeordnet ist,
sowie durch ein Steuerventil (6), welches in seiner Offenstellung die Verbindung vom Sammelraum (4) zur Auslaßleitung (5) öffnet.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Steuerventil (6) als Rück­ schlagventil ausgebildet ist, welches die Auslaßleitung (5) vom Sammelraum (4) ver­ schließt, wenn im Sammelraum (4) ein ge­ ringerer Druck herrscht als im Kurbelgehäuse.

10. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß in einem Gehäuse beweg­ liche Kolben (11) im Abstand zueinander ange­ ordnet sind und zwischen sich Sammelräume (4) bilden, wobei je nach Stellung der Kolben (11) ein Sammelraum (4) entweder mit der Zuleitung (2) oder mit der Auslaßleitung (5) verbunden ist.