DE19909434C2 - Vorrichtung zum Abscheiden von Öl aus den Blowby-Gasen einer Brennkraftmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Abscheiden von Öl aus den Blowby-Gasen einer Brennkraftmaschine entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Bei einer bekannten Vorrichtung der gattungsgemäßen Art (DE 42 37 128 A) wird der Ölabscheider von radia­ len Kanälen gebildet, in welche die Blowby-Gase um­ fangsseitig eintreten und aus denen diese Gase zentral austreten. Zur Trennung der Ölpartikel von den Gasen wird dabei die größere Massenträgheit der Ölpartikel ausgenutzt, die bewirken soll, daß nur die reinen Blowby-Gase in die Kanäle eintreten und zentral abge­ führt werden, während die schweren Ölpartikel außen vor bleiben. Dabei wird der Zentrifugalkrafteffekt kaum bzw. nur in geringem Maße zur Ölabscheidung aus den Blowby-Gasen genutzt.

Außerdem zeigt die DE-PS 10 97 755 eine Vorrichtung zur Entlüftung von Brennkraftmaschinen. Diese besteht aus einer die Zylinderkopfhaube mit dem Ansaugge­ räuschdämpfer verbindenden Leitung, durch welche der beim Lauf der Brennkraftmaschine im Ansaugge­ räuschdämpfer auftretenden Unterdruck sich bis in den Motorraum fortpflanzt, und aus einem vor dem Ein­ trittsquerschnitt dieser Leitung in die Zylinderkopf­ haube angeordneten, von der Nockenwelle der Brenn­ kraftmaschine angetriebenen, axial durchströmten, die Tröpfchen durch Fliehkraft aus dem Entlüftungsstrom abscheidenden Schaufelrad. Die Verbindungsleitung ist an dem Austrittsquerschnitt des Schaufelrads durch eine axial federnd angedrückte Schleifringdichtung abgedichtet und über dem Schaufelrad ist eine an der Zylinderkopfhaube befestigte Tropföl seitwärts ablen­ kende Abdeckung angeordnet.

Außerdem zeigt die JP 09/209731 eine Schmiereinrich­ tung für eine Brennkraftmaschine, bei der Schmieröl durch radiale Öffnungen in einer Umfangswand eines durch eine Kette angetriebenen Rades austritt und dort zur Schmierung genutzt werden kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vor­ richtung der gattungsgemäßen Art zu schaffen, bei der die Abscheidung der Ölpartikel aus den Blowby-Gasen allein durch die Zentrifugalkraft erfolgt und die ab­ geschiedenen Ölpartikel zur Schmierung der Antriebs­ kette verwendet werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kenn­ zeichen des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Bei dem erfindungsgemäßen Vorschlag werden die ölbela­ denen Blowby-Gase in den Hohlraum des Antriebsketten­ rades eingeführt. Durch die von der Drehung des Ket­ tenrades erzeugte Zentrifugalkraft werden die Blowby- Gase durch die Leitmittel gegen Wände des Hohlraumes geführt, wobei aufgrund der Massenträgheit der Ölpar­ tikel durch Wandanlagerung ein Ölfilm gebildet wird, der durch die Zentrifugalbeschleunigung nach außen geschleudert wird, durch die Öffnungen in der Umfangs­ wand des Hohlraumes austritt und die Antriebskette schmiert.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Einige Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen be­ schrieben.

Es zeigt:

Fig. 1a einen Teil-Längsschnitt einer Nockenwelle mit Antriebskettenrad in einem Zylinderkopf mit einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung,

Fig. 1b einen Teil-Längsschnitt wie Fig. 1a mit einem zweiten Ausführungsbeispiel. Fig. 2 einen Längsschnitt ähnlich Fig. 1 mit einem dritten Ausführungsbeispiel, wobei das An­ triebskettenrad im Schnitt entlang der Li­ nie II-II in Fig. 3 und 4 dargestellt ist,

Fig. 3 eine Ansicht des Antriebskettenrades von Fig. 2 von links,

Fig. 4 eine Ansicht des Antriebskettenrades wie in Fig. 3, wobei der die linke Seitenwand des Hohlraumes bildende Deckel weggelassen ist, und

Fig. 5 einen Schnitt des Antriebskettenrades von Fig. 2.

Es wird zunächst auf Fig. 1a Bezug genommen, in der eine Nockenwelle 1 dargestellt ist, die im Zylinder­ kopf 2 einer Brennkraftmaschine gelagert ist und an der ein Antriebskettenrad 3 angeflanscht ist. Das Ket­ tenrad 3 weist einen konzentrischen Hohlraum 4 auf, der von der Umfangswand 5 und der Seitenwand 6 des Kettenrades 3 und von einem ringförmigen Deckel 7 be­ grenzt ist. Konzentrisch zur Drehachse des Kettenrades 3 ist ein rohrförmiges Bauteil 8 vorgesehen, das an den Zylinderkopf 2 angeflanscht ist und sich unter Zwischenschaltung eines Wellendichtringes 9 in den Deckel 7 erstreckt. Das Bauteil 8 weist mindestens eine Eintrittsöffnung 10 für die ölhaltigen Blowby- Gase und eine Austrittsöffnung 11 für die gereinigten Blowby-Gase auf, die durch eine Abführleitung 18 mit dem Ansaugtrakt der Brennkraftmaschine verbunden ist.

In dem Hohlraum 4 ist ein ringförmiges Leitblech 12a angeordnet, das an dem rohrförmigen Bauteil 8 ange­ bracht ist und die Blowby-Gase gegen die Umfangswand 5 und gegen die Seitenwand 6 des Hohlraumes 4 leitet. Das Leitblech 12a hat einen U-förmigen, radial nach außen zu offenen Querschnitt mit nach außen gerichte­ ten Schenkeln 13 und 14, von denen der Schenkel 13 axial innerhalb der Eintrittsöffnung 10 und axial au­ ßerhalb der Austrittsöffnung 11 an dem rohrförmigen Bauteil 8 angebracht ist und der Schenkel 14 sich in dem Hohlraum 4 in Richtung auf die Umfangswand 5 er­ streckt. Das Leitblech 12a begrenzt mit dem rohrförmi­ gen Bauteil einen Ringraum 15, der mit der Austritts­ öffnung 11 in Verbindung steht. Die in den Innenraum 15a des Leitbleches 12a eintretenden Blowby-Gase wer­ den von dem Leitblech 12a in den Hohlraum 4 geleitet und durch das rotierende Kettenrad 3 mitgenommen, wo­ durch die schweren Ölpartikel von der Zentrifugalkraft gegen die Umfangswand 5 und gegen die Seitenwand 6 geschleudert werden. Die Seitenwand 6 verläuft schräg nach innen zur Umfangswand 5, so daß der sich auf der Seitenwand 6 bildende Ölfilm unter der Zentrifugal­ kraft zur Umfangswand 5 wandert. Das Öl tritt durch gleichmäßig über den Umfang verteilte Bohrungen 16 in der Umfangswand 5 in den Bereich der Auflage der An­ triebskette 17 aus und schmiert diese. Die weitgehend ölfreien Blowby-Gase gelangen in den Ringraum 15 und werden durch die Austrittsöffnung 11 und die Leitung 18 in den Ansaugtrakt der Brennkraftmaschine gesaugt.

In Fig. 1b sind für gleiche oder gleichartige Teile die gleichen Bezugszeichen wie in Fig. 1a verwendet. Das in Fig. 1b dargestellte Ausführungsbeispiel unter­ scheidet sich von demjenigen von Fig. 1a im wesentli­ chen nur durch eine andere Ausbildung des Leitbleches. Bei diesem Leitblech 12b erstreckt sich der in den Hohlraum 4 hinein ragende Schenkel 14a bogenförmig in Richtung auf die Seitenwand 6 des Hohlraumes. Die durch die Öffnung 10 eintretenden Blowby-Gase gelangen in das Innere des Leitbleches 12b und werden von dort in den Hohlraum 4 geleitet, wo sie von dem rotierenden Kettenrad 3 mitgenommen und durch die Zentrifugalkraft entlang dem Schenkel 14a gegen die Seitenwand 6 ge­ schleudert werden. Die Ölpartikel lagern sich an der Seitenwand 6 ab und bilden einen Ölfilm, der durch die Zentrifugalkraft entlang der schräg nach innen verlau­ fenden Seitenwand 6 zur Umfangswand 5 befördert wird. Das Öl tritt durch die Bohrungen 16 aus und schmiert die Antriebskette. Die weitgehend ölfreien Blowby-Gase werden wie vorher durch die Austrittsöffnung 11 zum Ansaugtrakt der Brennkraftmaschine geführt.

Bei dem Ausführungsbeispiel von Fig. 2 bis 5 sind gleiche oder gleichartige Teile mit den gleichen Be­ zugszeichen wie in Fig. 1 bezeichnet. Bei dieser Aus­ führung gelangen die Blowby-Gase durch Öffnungen 20 in der Seitenwand 6 des Kettenrades 3 direkt in den Hohl­ raum 4. Die andere Seitenwand des Hohlraumes wird wie­ derum durch einen Deckel 21 gebildet, der eine konzen­ trische Ringnut 22 aufweist, in die das rohrförmige Bauteil 8' hineinragt, das sowohl an seinem Innen- als auch an seinem Außenumfang über radiale Wellendich­ tringe 23, 24 mit dem Außenumfang bzw. dem Innenumfang der Ringnut 22 zusammenwirkt. Die Ringnut 22 ist zu einem Ringraum 25 im Bauteil 8 hin offen, der über die Austrittsöffnung 11 und einen Anschluß 26 mit dem Ansaugtrakt der Brennkraftmaschine in Verbindung steht. Außerdem steht die Ringnut 22 über Öffnungen 27 im Deckel 21 mit dem Hohlraum 4 in Verbindung. Im Hohlraum 4 sind zwischen der Seitenwand 6 und dem Dec­ kel 21 erste, zweite und dritte radiale Wände 28, 29 und 30 vorgesehen. Wie aus Fig. 4 ersichtlich, er­ strecken die ersten Wände 28 sich von der Umfangswand 5 bis zur Nabe 31 des Kettenrades 3, die zweiten Wände 29 sich von der Umfangswand 5 bis zu einer Stelle in einem Abstand von der Nabe 31 und die dritten Wände 30 sich von der Nabe 31 bis zu einer Stelle in einem Ab­ stand von der Umfangswand 5 und sie begrenzen einen labyrinthförmigen Strömungspfad für die Blowby-Gase. Die ersten Wände 28 sind in Drehrichtung D des Ketten­ rades 3 jeweils hinter einer Eintrittsöffnung 20 vor­ gesehen. Die durch die Eintrittsöffnungen 20 in den Hohlraum 4 eintretenden ölbeladenen Blowby-Gase wer­ den durch die Wände umgelenkt und es erfolgt ein er­ stes Abscheiden von Ölpartikeln unter der Wirkung der Massenträgheit. Durch Wandanlagerung bildet sich ein Ölfilm, der durch die Zentrifugalkraft nach außen ge­ gen die Umfangswand 5 geschleudert wird. Das abge­ schiedene Öl tritt durch die Bohrungen 16 in der Um­ fangswand 5 aus und schmiert die Antriebskette. Die gereinigten Blowby-Gase treten durch die Öffnungen 27 im Deckel 2 aus dem Hohlraum 4 aus und werden über den Ringraum 25, die Austrittsöffnung 11 und den Anschluß 26 abgesaugt.

Die Wände 28, 29, 30 können zum Teil an der Seitenwand 6 und zum Teil an dem Deckel 21 angeformt sein und lie­ gen dann entlang der Ebene E aneinander an. Der Deckel 21 ist bei diesem Ausführungsbeispiel durch die Schrauben 32 befestigt, mit denen das Kettenrad 3 mit der Nockenwelle 1 verbunden ist.

Claims (7)

1. Vorrichtung zum Abscheiden von Öl aus den Blowby- Gasen einer Brennkraftmaschine mit einer Nocken­ welle (1), in deren Antriebskettenrad (3) ein Öl­ abscheider integriert ist, der einerseits mit ei­ ner Zuführung für die ölbeladenen Blowby-Gase und andererseits mit einer mit dem Ansaugtrakt der Brennkraftmaschine verbundenen Abführung für die gereinigten Blowby-Gase in Verbindung steht, dadurch gekennzeichnet, daß das Kettenrad (3) einen konzentrischen, von einer ersten Seitenwand (6), einer zweiten Seitenwand (7; 21) und einer Umfangswand (5) begrenzten Hohl­ raum (4) aufweist, der einerseits mit einer Zu­ trittsöffnung (10) für die ölbeladenen Blowby-Gase und andererseits mit einer Austrittsöffnung (11) für die gereinigten Blowby-Gase in Verbindung steht und in dem Mittel (12a; 12b; 28, 29, 39) zum Leiten der Blowby-Gase gegen eine Seitenwand (6) und/oder gegen die Umfangswand (5) des Hohlraumes (4) des Kettenrades (3) vorgesehen sind, und daß in der Umfangswand (5) Bohrungen (16) angeordnet sind, die in den Bereich der Auflage der Antriebs­ kette (17) auf dem Kettenrad (3) münden.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Seitenwand (6) schräg nach innen in Richtung auf die Umfangswand (5) verläuft.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Seitenwand von einem eigenen ringförmi­ gen Deckel (7) gebildet ist, daß ein rohrförmiges, stationäres Bauteil (8) konzentrisch zur Drehachse des Kettenrades (3) vorgesehen ist, in dem die Eintrittsöffnung (10) und die Austrittsöffnung (11) vorgesehen sind, und das unter Zwischenschal­ tung eines Wellendichtringes (9) in eine entspre­ chende konzentrische Öffnung in dem Deckel (7) eingreift, daß an dem rohrförmigen Bauteil (8) ein ringförmiges Leitblech (12a bzw. 12b) angebracht ist, das in den Hohlraum (4) hineinragt und einen radial nach außen und zur Umfangswand (5) und/oder zu der ersten Seitenwand (6) hin gerichteten Ab­ schnitt (14 bzw. 14a) aufweist, und daß die Ein­ trittsöffnung (10) mit dem Innenraum (15a) des Leitbleches (12a; 12b) und die Austrittsöffnung (11) mit einem Ringraum (15) radial außerhalb des Leitbleches (12a; 12b) in Verbindung steht.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in einer Seitenwand (6) des Hohlraumes (4) minde­ stens eine Eintrittsöffnung (20) für die ölbelade­ nen Blowby-Gase vorgesehen ist und daß in dem Hohlraum (4) zwischen den Seitenwänden (6, 21) er­ ste, zweite und dritte radiale Wände (28, 29, 30) vorgesehen sind, von denen die ersten Wände (28) sich von der Umfangswand (5) bis zur Nabe (31) des Kettenrades (3), die zweiten Wände (29) sich von der Umfangswand (5) bis zu einer Stelle in einem Abstand von der Nabe (31) und die dritten Wände (30) sich von der Nabe (31) bis zu einer Stelle in einem Abstand von der Umfangswand (5) erstrecken und einen labyrinthförmigen Strömungspfad für die Blowby-Gase begrenzen.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten Wände (28) in Drehrichtung (D) des Ket­ tenrades (3) jeweils hinter einer Zuführöffnung (20) vorgesehen sind.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Seitenwand von einem ringförmigen Dec­ kel (21) mit einer Ringnut (22) gebildet ist, daß ein rohrförmiges, stationäres Bauteil (8') konzen­ trisch zur Drehachse des Kettenrades (3) vorgese­ hen ist, das in die Ringnut (21) eingreift und so­ wohl an seinem Außenumfang als auch an seinem In­ nenumfang über radiale Wellendichtringe (23, 24) mit dem Außenumfang und mit dem Innenumfang der Ringnut (22) zusammenwirkt, und daß die Ringnut (22) einerseits mit dem Hohlraum (4) und anderer­ seits mit der Austrittsöffnung (11) in Verbindung steht.

7. Vorrichtung nach den Ansprüchen 4 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß die radialen Wände (28, 29, 30) zum Teil an der er­ sten Seitenwand (6) des Hohlraumes (4) und zum Teil an dem Deckel (21) angeformt sind.