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Die
Erfindung betrifft einen Zentrifugal-Ölabscheider für die blow-by-Gase
einer Brennkraftmaschine, mit zumindest einem in einem rotierenden Bauelement
im wesentlichen in radialer Richtung verlaufenden Kanal, über den
die blow-by-Gase aus dem Brennkraftmaschinen-Kurbelgehäuse abgeführt werden.
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Zum
technischen Umfeld der Erfindung wird auf die deutsche Offenlegungsschrift
DE 39 10 559 A1 sowie
auf die
US 3,561,195 hingewiesen,
in denen gattungsgemäße Ölabscheider
beschrieben sind. Die Erfindung geht von der englischen Patentanmeldung
GB 709,646 aus. In dieser
ist ein Zentrifugal-Ölabscheider
für die
blow-by-Gase einer Brennkraftmaschine, mit zumindest einem in einem rotierenden
Bauelement im wesentlichen in radialer Richtung verlaufenden Kanal, über den
die blow-by-Gase aus dem Brennkraftmaschinen-Kurbelgehäuse abgeführt werden
und wobei im Kanal Strömungshindernisse
vorgesehen sind, beschrieben.
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An
einem derartigen Zentrifugal-Ölabscheider,
der grundsätzlich
bereits in ausreichender Weise funktionsfähig ist, weitere Verbesserungen
aufzuzeigen, ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung.
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Zur
Lösung
dieser Aufgabe ist vorgesehen, dass die Strömungshindernisse in Form einer
eingelegten Wellblechstruktur ausgebildet sind.
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Um
die Effizienz der Ölabscheidung
zu steigern, sind erfindungsgemäß im Kanal
Strömungshindernisse
in Form einer eingelegten Wellblechstruktur vorgesehen, an denen
sich die in den blow-by-Gasen enthaltenen Ölpartikel zunächst kurz
absetzen können.
An diesen Strömungshindernissen
oder an zumindest einem Strömungshindernis
bleibt somit ein Öltropfen
haften, ehe er durch die Zentrifugalkraft wieder nach außen geschleudert
wird. Aufgrund der Strömungshindernisse
wird somit vermieden, dass Ölpartikel
entgegen der Zentrifugalkraft von den blow-by-Gasen mitgerissen
werden. Die Strömungshindernisse
bilden somit irgendeinen Wandab schnitt, auf den die Ölpartikel
zunächst
auftreffen, so dass dann die Zentrifugalkraft quasi verstärkt auf
die Ölpartikel
einwirken kann.
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Eine
weitere bevorzugte Ausführungsvariante
ergibt sich gemäß Patentanspruch
2.
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Der
näheren
Erläuterung
der Erfindung dienen auch die folgenden vier Ausführungsbeispiele, wobei
in den 1a und 2, jeweils ein Schnitt eines erfindungsgemäßen Zentrifugal-Ölabscheiders
dargestellt ist, während
die 1b die Ansicht auf
das Ausführungsbeispiel
gemäß 1a zeigt und wobei die 3 und 4 dem allgemeinen Stand der Technik
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Stets
ist mit der Bezugsziffer 1 eine rotierende Welle innerhalb
eines Brennkraftmaschinen-Kurbelgehäuses bezeichnet. Stirnseitig
befindet sich auf dieser rotierenden Welle 1 ein auch als
Schleuderrad bezeichnetes rotierendes Bauelement 2, innerhalb dessen
zumindest ein im wesentlichen ein in radia ler Richtung verlaufender
Kanal 4 vorgesehen ist. Dabei kann das Bauelement 2 auf
die Stirnseite eines Kettenrades 9 aufgesetzt sein.
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Die
grundlegende Funktion wird zunächst anhand
der Darstellungen gemäß den 1a, 1b beschrieben. Hier sind vier derartige,
zum Zentrum des Bauelementes 2 verlaufende Kanäle 4 vorgesehen. Von
außen
tritt gemäß den Pfeilen 20 das
im Kurbelgehäuse
der Brennkraftmaschine befindliche blow-by-Gas in die Kanäle 4 ein
und strömt
entlang dieser Kanäle 4 zum
Mittelpunkt der hohlen Welle 1. Am Ende dieser hohlen Welle 1 ist
ein Anschlußstutzen 3 vorgesehen, über den
die blow-by-Gase gemäß Pfeilrichtung 5 letztlich
in die Sauganlage der Brennkraftmaschine gelangen können. Mit
Eintritt in die hohle Welle 1 sind die blow-by-Gase bereits
im wesentlichen von Ölpartikeln
befreit, da diese unter Einwirkung der Zentrifugalkräfte im Inneren
des Kanales 4 bereits abgeschieden und gemäß Pfeilrichtung 21 in
radialer Richtung wieder nach außen in den Innenraum des Brennkraftmaschinen-Kurbelgehäuses abgeführt wurden.
Um jedoch diese Ölabscheidung
durch Zentrifugalkrafteinffuß innerhalb des
Kanales 4 zu verstärken,
sind zusätzlich
im Kanal 4 Strömungshindernisse 7 vorgesehen.
Beim Ausführungsbeispiel
nach 1a sind diese Strömungshindernisse 7 als
von der Kanalwand abstehende Stege 7a ausgebildet. Dabei
sind in Strömungsrichtung
gesehen mehrere Stege 7a hintereinander angeordnet und
zwar abwechselnd an verschiedenen Bereichen der Kanalwand, so daß diese Strömungshindernisse 7 quasi
ein Labyrinth bilden, durch welches die blow-by-Gase hindurchgeführt werden. Mit jeder Änderung
der Strömungsrichtung der
blow-by-Gase im Inneren des Kanales 4 treffen weitere Ölpartikel
auf die Stege 7a auf und bleiben dort kurzzeitig haften,
wonach die Zentrifugalkraft effektiv an diesen Ölpartikeln angreifen kann und
diese somit gemäß Pfeilrichtung 21 aus
dem Kanal 4 nach außen
transportiert.
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Beim
Ausführungsbeispiel
nach 2 sind noch mehrere
Kanäle 4 vorgesehen,
die in Achsrichtung der Welle 1 betrachtet nebeneinander
liegen. Das rotierende, auf das Kettenrad 9 aufgesetzte
Bauelement 2 ist hier somit aus einzelnen Scheiben 8 aufgebaut,
die nebeneinanderliegend angeordnet und in geeigneter Weise miteinander
verbunden sind. In den von den einzelnen Scheiben 8 gebildeten
Kanälen 4 sind
wieder Strömungshindernisse 7 vorgesehen,
und zwar in Form jeweils einer eingelegten Wellblechstruktur 7b.
Auch an dieser Wellblechstruktur 7b können sich Ölpartikel kurzzeitig niederschlagen,
ehe sie anschließend
unter Zentrifugalkrafteinfluß gemäß Pfeilrichtung 21 wieder
nach außen
abgeführt
werden.
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Beim
Ausführungsbeispiel
nach 3 gemäß Stand
der Technik befindet sich der hier nur noch sog. Kanal 4 im
Inneren eines Käfigs 10,
der das rotierende Bauelement 2 bildet. Dieser Käfig 10 kann
auf ein auf der Welle 1 befindliches Kettenrad 9 aufgesetzt
sein. Gefüllt
ist dieser Käfig 10 wiederum mit
Strömungshindernissen 7,
die hier als Draht- oder Kunststoff-Gestrick 7c ausgebildet
sind. Die gemäß Pfeilrichtung 20 an
den Außenseiten
in den Käfig 10 eintretenden
blow-by-Gase durchströmen somit
dieses im sog. Kanal 4 vorgesehene Gestrick 7c,
wobei die auf das Gestrick 7c aufprallenden Ölpartikel
sich an den einzelnen Drähten
zu großen
Tropfen sammeln und hierdurch noch effizienter durch die Zentrifugalkraft
gemäß Pfeilrichtung 21 wieder
nach außen abgeführt werden.
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Noch
ein weiteres Ausführungsbeispiel
gemäß Stand
der Technik zeigt 4.
Hier ist im Inneren des rotierenden Bauelementes 2 eine
dessen Innenraum zwei Hälften
unterteilende Trennscheibe 14 vorgesehen. Da bei dieser
Ausführungsform
die blow-by-Gase über
eine zentrale Öffnung 12 in
das rotierende Bauelement 2 – welches abermals auf die Stirnseite
eines Kettenrades 9 aufgesetzt ist – eintreten können, und
die Abfuhr der blow-by-Gase wieder über die hohle Welle 1 erfolgt,
wird durch diese Trennscheibe 14 im Inneren des Bauelementes 2 ein Kanal 4 gebildet,
der eine Richtungsumkehr erfährt. Wie
die Pfeile 20 zeigen, werden nämlich die blow-by-Gase zunächst von
der zentralen Öffnung 12 vor
der Trennscheibe 14 innerhalb des Bauelementes 2 radial
nach außen
geführt,
und werden dort im äußeren Bereich
umgelenkt und gelangen schließlich hinter
der Trennscheibe 14 wieder in radialer Richtung nach innen,
um letztlich wie bei den anderen Ausführungsbeispielen auch über die
hohle Welle 1 abgeführt
zu werden. Im Laufe dieser Umlenkung schlagen sich die Ölpartikel
in den blow-by-Gasen insbesondere am abgeschrägten Endbereich 14a der Trennscheibe 14 nieder,
von wo aus sie durch Zentrifugalkrafteinfluß wieder gemäß Pfeilrichtung 21 nach außen abgeschleudert
werden. Diese Strömungsumlenkung
stellt somit im Zusammenwirken mit der Trennscheibe 14 bzw.
deren abgeschrägtem
Endbereich 14a das Strömunghindernis 7 dar,
welches im Kanal 4 vorgesehen ist, um eine verbesserte Ölabscheidung
zu erzielen.
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Im übrigen wird
bei diesem Ausführungsbeispiel
nach 4 die Trennscheibe 14 von
einem umlaufenden Steg 15 getragen, in dem Durchbrüche 16 zum
Durchtritt der blow-by-Gase vorgesehen sind. Dabei sei noch darauf
hingewiesen, daß diese
Zentrifugal-Ölabscheider
nach 4 im Gleichstromprinzip
arbeitet, d. h. das gemäß Pfeilrichtung 21 abgeschiedene Öl strömt nicht
entgegen der Strömungsrichtung 20 der
blow-by-Gase, wie dies bei den Ausführungsbeispielen nach den 1 bis 3 der Fall ist.
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Bei
allen Ausführungsbeispielen
kann das rotierende Bauelement, also das sog. Schleuderrad aus gebauten
Einzelteilen zusammengesetzt sein oder aus einem Teil gefertigt
sein. Dabei kann stets am Außenumfang
dieses Schleuderrades/rotierenden Bauelementes 2 im Bereich
der Eintrittsöffnung 17 des
Kanales 4 – beim
Ausführungsbeispiel
nach 3 handelt es sich quasi
um die Eintrittsöffnung des
zweiten Teiles des Kanales 4 hinter der Trennscheibe 14 – ein Abschirmblech 18 vorgesehen
sein. Dieses Abschirmblech 18 schützt die Eintrittsöffnung 17 des
Kanales 4 vor dem direkten Eintritt von Spritzöl, und verhindert
somit, daß zusätzliches Öl in den Kanal 4 gelangt.
Somit können
lediglich die in den blow-by-Gasen enthaltenen Ölpartikel in den Kanal 4 des
rotierenden Bauelementes 2 eintreten und werden dort – wie oben
erläutert – wirkungsvoll
abgeschieden.
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Der
beschriebene Zentrifugal-Ölabscheider benötigt insgesamt
sehr wenig Einbauraum und ist im übrigen auch wirkungsvoll gegen
Einfrieren geschützt,
da er sich innerhalb des Kurbelgehäuses der Brennkraftmaschine
befindet. Von Vorteil ist ferner, daß die Abscheidewirkung mit
steigender Drehzahl der Brennkraftmaschine zunimmt, da dann auch
das Bauelement 2 mit einer höheren Drehzahl rotiert. Bei einer
höheren
Brennkraftmaschinen-Drehzahl
ist aber auch eine intensivere Ölabscheidung
erforderlich, da die blow-by-Gasmenge und die Ölbefrachtung des blow-by-Gases
mit steigender Brennkraftmaschinen-Drehzahl zunimmt. Ferner ist
der beschriebene Zentrifugal-Ölabscheider
auch verschmutzungssicherer als bisher übliche einfache Labyrinth-
oder Gestrickabscheider, da aufgrund der Zentrifugalkräfte auch Ölschlammablagerungen selbsttätig entfernt
werden. Dabei können
selbstverständlich
eine Vielzahl von Details insbesondere konstruktiver Art durchaus
abweichend von den gezeigten Ausführungsbeispielen gestaltet
sein, ohne den Inhalt der Patentansprüche zu verlassen.