DE19803872A1 - Entlüfungsvorrichtung für ein Kurbelgehäuse einer Brennkraftmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Entlüftungsvorrichtung für ein Kurbelgehäuse einer Brennkraftmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Aus der DE 196 07 919 A1 ist eine gattungsgemäße Entlüftungs­ vorrichtung bekannt, mittels der die Ölpartikel im Öl-Luft-Ge­ misch eines Kurbelgehäuses abgeschieden und in die Ölwanne zurückgeführt werden. Die Entlüftungsvorrichtung umfaßt einen Zentrifugal-Ölabscheider mit einem rotierenden Gehäuse, das mehrere radial verlaufende Einströmkanäle aufweist, die in einen zentralen, axial verlaufenden Abströmkanal münden. Das Öl-Luft-Gemisch wird radial von außen nach innen durch die Einströmkanäle geleitet, in denen Hindernisse angeordnet sind, wobei aufgrund der durch die Rotationsbewegung des Ge­ häuses erzeugten Zentrifugalkräfte die Ölpartikel des Öl-Luft-Gemisches an den Hindernissen abgeschieden und entgegen der Einströmrichtung des Öl-Luft-Gemisches radial nach außen geschleudert werden. Die von den Ölpartikeln befreite Luft wird über den Abströmkanal abgeführt und dem Ansaugtrakt der Brennkraftmaschine zugeführt.

Diese Entlüftungsvorrichtung hat den Nachteil, daß einerseits das Öl-Luft-Gemisch radial von außen nach innen zugeführt, andererseits die abgeschiedenen Ölpartikel in Gegenrichtung radial von innen nach außen abgeführt werden, so daß inner­ halb des Einströmkanals zwei gegenläufige Ströme entstehen.

Dies hat einen begrenzten Wirkungsgrad der Entlüftungsvor­ richtung zur Folge, und zwar sowohl im Hinblick auf den Strö­ mungsdurchsatz als auch hinsichtlich des Reinigungsgrades, weil die gegenläufigen Ströme sich gegenseitig behindern und zumindest teilweise eine permanente Durchmischung beider Ströme stattfindet. Auch eine Drehzahlerhöhung des Zentrifu­ gal-Abscheiders führt zu keinem besseren Wirkungsgrad, weil mit zunehmender Drehgeschwindigkeit die nach außen gerichtete Ölpartikel-Strömung die nach innen gerichtete Öl-Luft-Strömung in steigendem Maße mitreißt.

Weiterhin ist nachteilig, daß im Gehäuse-Innenraum ein be­ stimmter Mindest-Überdruck erzeugt werden muß, damit das Öl- Luft-Gemisch radial von außen nach innen strömt. Auch diese nach innen gerichtete Strömung beeinträchtigt den Reinigungs­ grad, da auch abgeschiedene und nach außen geschleuderte Öl­ partikel von der Öl-Luft-Strömung aufgenommen und in den In­ nenraum des Gehäuses transportiert werden können.

Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, den Wirkungsgrad Diner Entlüftungsvorrichtung mit einem Zentrifugal- Ölabscheider mit einfachen Mitteln zu verbessern.

Dieses Problem wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des An­ spruches 1 gelöst.

Infolge des im wesentlichen achsparallelen Verlaufs des Ein­ strömkanals zur Drehachse des Gehäuses des Ölabscheiders ste­ hen die Richtungsvektoren des einströmenden Öl-Luft-Gemisches und der im Einströmkanal radial nach außen geschleuderten Öl­ partikel etwa senkrecht zueinander, so daß beide Strömungen weitestgehend entkoppelt sind und eine gegenseitige Strö­ mungsbeeinträchtigung vermieden wird. Da keine gegenläufigen Strömungen entstehen, reicht der im Ansaugtrakt der Brenn­ kraftmaschine erzeugte Unterdruck aus, um eine Öl-Luft-Strö­ mung in das Gehäuse des Ölabscheiders hinein auszubilden. Zugleich werden die Ölpartikel durch die aufgrund der Rotati­ onsbewegung erzeugten Zentrifugalkräfte radial nach außen ge­ drückt und an der Innenseite der Außenwand des Einströmkanals abgeschieden. Sowohl der Reinigungsgrad als auch der Durch­ satz des pro Zeiteinheit durch den Ölabscheider geschleusten Öl-Luft-Gemisches ist erhöht.

Ein weiterer Vorteil ist der axiale Eintritt des Öl-Luft- Gemisches in den Ölabscheider, weil das Öl-Luft-Gemisch vor der Eintrittsöffnung in das Gehäuse des Ölabscheiders keinen bzw. nur geringen Zentrifugalkräften unterworfen ist und der Eintritt der Strömung in das Gehäuse nicht behindert wird.

Zweckmäßig ist die Außenwand des Einströmkanals identisch mit einem radialen Wandabschnitt des Gehäuses, wobei die Ein­ strömöffnung des Einströmkanals an einer Stirnseite des Ge­ häuses liegt. Diese Ausführung zeichnet sich durch eine ein­ fache Ausgestaltung aus, bei der keine gesondert ausgebildete Außenwand für den Einströmkanal benötigt wird. In die Außen­ wand sind vorteilhaft Abströmbohrungen eingebracht, durch die das abgeschiedene Öl abfließen kann.

Der Einströmkanal ist vorzugsweise ringförmig gestaltet, um den Eintritt des Öl-Luft-Gemisches in das Gehäuse über den gesamten Umfang des Gehäuses zu ermöglichen. In dieser rota­ tionssymmetrischen Ausbildung kann ein größtmöglicher Durch­ satz erzielt werden.

Bevorzugt ist zwischen dem Einströmkanal und dem mit der Ab­ strömöffnung kommunizierendem Innenraum eine Trennwand ange­ ordnet, woraus sich verschiedene Vorteile ergeben. Es ist ei­ ne definierte Strömungsrichtung im Einströmkanal etwa parallel zur Drehachse gegeben, ein versehentlicher Übertritt noch ungereinigten Öl-Luft-Gemisches in den Bereich der Abström­ öffnung wird verhindert. Außerdem bietet sich die Möglich­ keit, Schikanen, die vorteilhaft im Einströmkanal angeordnet sind, nicht nur an der Außenwand, sondern zusätzlich auch an der Trennwand anzuordnen, so daß eine mehrfache Umlenkung des einströmenden Öl-Luft-Gemisches erreicht werden kann. Schließlich kann die Trennwand an einem am Kurbelgehäuse be­ festigten Abschlußdeckel drehbar gelagert sein, der den Ölab­ scheider zusätzlich stützt und außerdem den Innenraum des Kurbelgehäuses strömungsdicht gegen die Atmosphäre ab­ schließt.

Die zweckmäßig im Einströmkanal angeordneten Schikanen können als winklig in den Einströmkanal einragende Stege ausgebildet sein, wobei insbesondere mindestens zwei hintereinanderlie­ gende Schikanen vorgesehen sind, die beispielsweise abwech­ selnd an der Außenwand und an der Trennwand angeordnet sein können, so daß das einströmende Gemisch mindestens einmal um­ gelenkt wird und sich an den Oberflächen der Stege Öl abla­ gern kann.

Zwischen dem Abschlußdeckel und dem Gehäuse des Ölabscheiders ist vorteilhaft ein Zuführkanal ausgebildet, der das Öl-Luft- Gemisch im Innenraum des Kurbelgehäuses dem Einströmkanal zu­ führt. Dieser Zuführkanal beschreibt vorzugsweise eine Umlen­ kung von etwa 180°, so daß bereits an der Innenwand des Zu­ führkanals eine Vorabscheidung von Ölpartikeln aus dem zuge­ führten Öl-Luft-Gemisch erfolgt.

Weitere Vorteile und zweckmäßige Ausführungsformen sind den weiteren Ansprüchen, der Figurenbeschreibung und der Zeich­ nung zu entnehmen, in der ein Ausführungsbeispiel der Erfin­ dung dargestellt ist.

Die Figur zeigt eine Entlüftungsvorrichtung 1 für die Entlüf­ tung des Öl-Luft-Gemisches in einem Kurbelgehäuse 2 einer Brennkraftmaschine. Die Entlüftungsvorrichtung 1 umfaßt einen Zentrifugal-Ölabscheider 3, der drehfest mit einer Aus­ gleichswelle 14 verbunden ist und einen Abschlußdeckel 12 im Wandbereich des Kurbelgehäuses 2 aufweist. Der Ölabscheider 3 dreht mit gleicher Drehzahl wie die Ausgleichswelle 14, der Ölabscheider und die Ausgleichswelle haben eine gemeinsame Drehachse 5.

Es kann auch zweckmäßig sein, den Ölabscheider mit der Kur­ belwelle oder der Nockenwelle zu verbinden bzw. über eine Steuerkette anzutreiben.

Der Ölabscheider 3 weist ein näherungsweise zylindrisches, mehrteiliges Gehäuse 4 auf, das aus einem topfähnlichen Grundkörper 15, einem ersten ringförmigen Aufbaukörper 16 und einem zweiten ringförmigen Aufbaukörper 17 besteht, wobei der erste Aufbaukörper 16 auf die Stirnseite der Gehäusewandung des Grundkörpers 15 und in entsprechender Weise der zweite Aufbaukörper 17 auf den ersten Aufbaukörper 16 aufgesetzt ist. Der Grundkörper 15 und die beiden Aufbaukörper 16, 17 bilden eine Einheit und sind unverlierbar zusammengehalten.

Im Gehäuse 4 des Ölabscheiders 3 ist eine etwa hülsenförmige Trennwand 10 vorgesehen, die einteilig mit dem ersten Aufbau­ körper 16 ausgebildet ist. Radial zwischen der Trennwand 10 und der radial außenliegenden Wandung des Gehäuses 4 ist ein Einströmkanal 6 gebildet, der im wesentlichen parallel zur Drehachse 5 und mit radialem Versatz zur Drehachse 5 ver­ läuft, wobei die Einströmöffnung des Einströmkanals 6 im Be­ reich einer axialen, dem Abschlußdeckel 12 zugewandten Stirn­ seite des Gehäuses 4 liegt. Der Einströmkanal 6 ist ringför­ mig aufgebaut, entsprechend erstreckt sich die Einströmöff­ nung an der axialen Stirnseite über 360° über den gesamten Umfang. Gegebenenfalls können anstelle eines ringförmigen Einströmkanals auch mehrere, über den Umfang segmentweise verteilte Einströmkanäle angeordnet sein.

Zwischen der Außenwand 8 des Einströmkanals im Bereich des ersten Aufbaukörpers 16 und der radial innenliegenden Trenn­ wand 10 ist ein Durchlaß gebildet, über den der Einströmkanal 6 mit dem Innenraum des Gehäuses 4 kommuniziert.

Der stationär am Kurbelgehäuse 2 befestigte Abschlußdeckel 12 weist eine ringförmige Aufnahmenut 18 auf, in der die freie Stirnseite der Trennwand 10 aufgenommen ist. In der Aufnahme­ nut 18 ist ein Dichtring 19 angeordnet, um den Innenraum des Ölabscheiders strömungsdicht gegen den Kurbelgehäuseinnenraum abzuschließen und Fehlluftströme zu verhindern. Die Stirnsei­ te der Trennwand 10 ist drehbar in der Aufnahmenut 18 aufge­ nommen. Im Abschlußdeckel 12 ist eine axiale Abströmöffnung 7 vorgesehen, über die der Gehäuseinnenraum mit dem Ansaugtrakt der Brennkraftmaschine in Verbindung steht. Zwischen der dem Kurbelgehäuseinnenraum zugewandten Innenseite des Ab­ schlußdeckels 12 und dem Gehäuse 4 des Ölabscheiders 3 ist ein Zu­ führkanal 13 gebildet, über den das Öl-Luft-Gemisch aus dem Kurbelgehäuseinnenraum in den Einströmkanal 6 geleitet wird. Der Zuführkanal 13 lenkt das axial anströmende Öl-Luft-Ge­ misch um 180° um und leitet das Gemisch in das Gehäuse 4.

Der Zuführkanal ist nicht erforderlich, wenn die Einströmöff­ nung des Ölabscheiders auf der gegenüberliegenden, dem Ab­ schlußdeckel abgewandten Seite angeordnet ist.

Im Einströmkanal 6 sind Schikanen 11 angeordnet, die in Form von winklig verlaufenden Stegen in den freien Strömungsquer­ schnitt des Einströmkanals 6 einragen. Es sind in Strömungs­ richtung mehrere hintereinander angeordnete Schikanen 11 vor­ gesehen, die zweckmäßig abwechselnd von gegenüberliegenden Seiten in den Einströmkanal einragen. Im Bereich der Ein­ strömöffnung ragt eine Schikane 11, die einteilig mit dem zweiten Aufbaukörper 17 des Gehäuses 4 ausgebildet ist, in den Einströmkanal 6 ein. Eine weitere Schikane 11 ist an der Trennwand 10 befestigt. Das Öl-Luft-Gemisch wird gemäß den eingezeichneten Strömungspfeilen mehrfach um 180° im Ein­ strömkanal 6 um die Schikanen 11 umgelenkt.

In der Außenwand 8 des Einströmkanals 6 sind Abströmbohrungen 9 für abgeschiedenes Öl eingebracht, die zweckmäßig gleichmä­ ßig über den Umfang der Außenwand 8 verteilt sind, wobei axial sowohl im Grundkörper 15 als auch im ersten Aufbaukör­ per 16 und gegebenenfalls auch im zweiten Aufbaukörper 17 Ab­ strömbohrungen 9 vorgesehen sind. Anstelle von Abströmbohrun­ gen können auch Öffnungen mit beliebigem Querschnitt, bei­ spielsweise Spalte, vorgesehen sein. Aus konstruktiven Grün­ den kann es auch vorteilhaft sein, die Abströmbohrungen über den Umfang ungleichmäßig verteilt anzuordnen.

Die Ölabscheidung funktioniert wie folgt:
Das Öl-Luft-Gemisch aus dem Kurbelgehäuseinnenraum strömt in Richtung der eingetragenen Strömungspfeile in den Zuführkanal 13 und weiter in den Einströmkanal 6, wobei das Gemisch durch die Schikanen 11 geleitet wird und an den Wänden der Schika­ nen bzw. an der Innenseite der Außenwand 8 abgeschieden wird. Infolge der Rotationsbewegung des drehfest mit der Aus­ gleichswelle 14 verbundenen Gehäuses 4 wirken Zentrifugal­ kräfte auf die Ölpartikel, so daß die Ölpartikel an die In­ nenseite der Außenwand 8 gedrückt werden und über die Ab­ strömbohrungen 9 radial nach außen zurück in den Kurbelge­ häuseinnenraum strömen. Die Strömung wird durch die Rotati­ onsbewegung nicht beeinträchtigt, so daß die von den Ölparti­ kel befreite Reinluft in den Gehäuseinnenraum eintreten und über die Abströmöffnung 7 den Ölabscheider 3 verlassen kann.

Claims (11)

1. Entlüftungsvorrichtung für ein Kurbelgehäuse einer Brenn­ kraftmaschine, mit einem um eine Drehachse (5) drehbar gela­ gerten und antreibbaren Zentrifugal-Ölabscheider (3), der ein Gehäuse (4) mit einem Einströmkanal (6) für die Zufuhr eines Öl-Luft-Gemisches und eine Abströmöffnung (7) für die Ablei­ tung von Reinluft aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der Einströmkanal (6) mit radialem Versatz und im wesent­ lichen achsparallel zur Drehachse (5) des Ölabscheiders (3) verläuft.

2. Entlüftungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenwand (8) des Einströmkanals (6) Teil der Wandung des Gehäuses (4) ist.

3. Entlüftungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in der Außenwand (8) des Einströmkanals (6) Abströmboh­ rungen (9) für abströmendes Öl vorgesehen sind.

4. Entlüftungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Einströmkanal (6) und dem Innenraum des Öl­ abscheiders (3) eine Trennwand (10) ausgebildet ist.

5. Entlüftungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Einströmkanal (6) ringförmig ausgebildet ist.

6. Entlüftungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß im Einströmkanal (6) Schikanen (11) für die Ölabscheidung angeordnet sind.

7. Entlüftungsvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Schikanen (11) als winklig in den Einströmkanal (6) einragende Stege ausgebildet sind.

8. Entlüftungsvorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß in Achsrichtung des Einströmkanals (6) zumindest zwei hintereinanderliegende Schikanen (11) angeordnet sind.

9. Entlüftungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß ein am Kurbelgehäuse (2) befestigter Abschlußdeckel (12) des Gehäuses (4) vorgesehen ist und zwischen dem Ab­ schlußdeckel (12) und dem Gehäuse (4) ein dem Einströmkanal (6) vorge­ lagerter und mit diesem kommunizierender Zuführkanal (13) ausgebildet ist.

10. Entlüftungsvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Zuführkanal (13) eine 180°-Umlenkung erfährt.

11. Entlüftungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (4) des Zentrifugal-Ölabscheiders (3) dreh­ fest mit einer Motor-Ausgleichswelle (14) verbunden ist.