DE60101525T2

DE60101525T2 - Modularer Kurbelgehäuseentlüftungfilter für Diesel-Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE60101525T2
Application number: DE2001601525
Authority: DE
Inventors: Charles W. Sparta Hawkins; Christopher E. Madison Holm; Gregory W. Cookeville Hoverson
Original assignee: Fleetguard Inc
Current assignee: Cummins Filtration Inc
Priority date: 2000-08-29
Filing date: 2001-08-18
Publication date: 2004-11-18
Anticipated expiration: 2021-08-19
Also published as: EP1359293B1; US6354283B1; DE60125982D1; EP1359293A1; EP1184542A1; DE60101525D1; EP1184542B1; DE60125982T2

Description

Die Erfindung betrifft geschlossene Kurbelgehäuseentlüftungsfilter, CCV, für Dieselmotoren. Dieselmotoren weisen Kurbelgehäuseventile auf, um den Druck, der in einem Motor aufgebaut wird, abzubauen. Eine häufige Ursache für eine Druckzunahme in dem Motor ist, daß Luft an den Kolbenringen vorbei in das Kurbelgehäuse eindringt. Die Luft, die aus dem Kurbelgehäuse entlüftet wird, auch bekannt als "Blowby-Gas" oder Kurbelgehäusegas, enthält Ruß und Ölnebelpartikel. Viele Jahre wurde das Blowby-Gas mit Öl und Ruß in die Atmosphäre durch eine "Straßenröhre" entlüftet, um die Strömung in ein gewünschtes Gebiet, wie den Boden oder weg von spezifischen Motorteilen, zu leiten. In den letzten Jahren wurden Metallmaschenfilter eingesetzt, um einige der größeren Öltropfen zu behandeln und aus dem Blowby-Gas zu entfernen. Dies brachte in diesem Gebiet gemischte Ergebnisse. Es gab weiterhin Zubehörprodukte, die Ölnebel und Ruß aus dem Blowby-Gas des Motors entfernen. Diese Produkte wurden für industrielle und stationäre Anwendung entworfen und sind üblicherweise zu groß und zu sperrig für mobile Anwendungen.
In den letzten Jahren gab es aus Erscheinungs- und Umweltgründen eine Motivation, die "Straßenröhre" zu entfernen und das Kurbelgehäuseentlüftungssystem zu schließen. Das Schließen des Kurbelgehäuseentlüftungssystems bedeutet, daß das Blowby-Gas zurück in den Verbrennungsluftstrom des Motors geleitet wird, z. B. am Luftfilter, am Turbolader, am Einlaßverteiler oder an anderen Motoreinlässen. Wenn ein geschlossenes Kurbelgehäusesystem verwendet wird, müssen aerosolgroße Tropfen und Ruße, die für die meisten Teile in einem offenen System vernachlässigt werden können, entfernt werden. Dies ist in einem geschlossenen System wünschenswert, um ungünstige Effekte an verschiedenen Motorkomponenten, speziell dem Turbolader und dem Nachkühler, zu vermeiden. Um dies zu gewährleisten, ist eine weitergehende Filtration als mit Metallmaschen erforderlich.
Ein geschlossenes Kurbelgehäuseentlüftungssystem in den Bereich des Dieselmotors einzubauen ist wegen des begrenzten Platzes ein Problem.
Das geschlossene Kurbelgehäuseentlüftungssystem, CCV, erfordert Leitungsschläuche von dem Kurbelgehäuseventil des Motors zu dem CCV-Gehäuse und von dem CCV-Gehäuse zu entweder der schmutzigen Seite des Luftfilters oder zu dem Turboeinlaß des Dieselmotors. Weiterhin ist es notwendig, eine Abflußleitung von dem CCV-Gehäuse mit der Ölwanne zu verbinden. Ein eigenständiges CCV-System weist gewisse Anforderungen an die Umhüllung auf. Zum Beispiel würde die hochgerechnete Größe der Umhüllung für einen Dieselmotor mittlerer Leistung, z. B. 150 bis 300 PS, ein zylindrisches Gehäuse mit etwa 10 cm Außendurchmesser und 15 bis 20 cm Länge plus weiteren Platz für Verbindungsleitungen, Abflußleitungen und Ventile umfassen. In mobilen Anwendungen für Dieselmotoren stellt es ein Problem dar, diesen Platz an geeigneter Stelle zu finden.
Die Erfindung einer im Gemeinschaftsbesitz befindlichen Anmeldung US-A-6 247 463, eingereicht am 1. September 1999, sieht ein Kurbelgehäuseentlüftungsfiltersystem für Dieselmotoren vor, das die oben genannten Pack- und Platzprobleme anspricht und löst, einschließlich der Bereitstellung eines flachen, niedrigen Profils eines Kurbelgehäuseentlüftungsfilters, und die Montage des flachen, niedrigen Filtergehäuses direkt an dem Ventil der Abdeckung des Dieselmotors in horizontaler Orientierung mit minimalen Platzanforderungen und minimalem Verbindungsaufwand ermöglicht.
Die vorliegende Erfindung sieht eine andere Lösung des Pack- und Platzproblemes vor. Die vorliegende Erfindung sieht einen Filter gemäß der Merkmale von Anspruch 1 vor.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Weitere Einzelheiten und Merkmale bevorzugter Ausführungen der Erfindung können der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels mit Bezug auf die Zeichnung entnommen werden. In der Zeichnung zeigt
1 eine perspektivische Ansicht eines Kurbelgehäuseentlüftungsfilters für Dieselmotoren gemäß der vorliegenden Erfindung,
2 eine perspektivische Explosionsansicht der Anordnung aus 1 in auseinandergebautem Zustand,
3 eine perspektivische Explosionsansicht eines Teils aus 1 in auseinandergebautem Zustand,
4 einen Teilschnitt entlang der Linie 4-4 in 2,
5 einen Schnitt entlang der Linie 5-5 in 6,
6 einen Schnitt entlang der Linie 6-6 in 1,
7 einen Schnitt entlang der Linie 7-7 in 6,
8 einen Schnitt entlang der Linie 8-8 in 7,
9 einen Schnitt entlang der Linie 9-9 in 1,
10 eine vergrößerte Ansicht eines Ausschnitts von 9,
11 eine perspektivische Explosionsansicht der Anordnung aus 1 und
12 eine Ansicht wie 11, die eine andere Ausführung zeigt.
1 zeigt einen geschlossenen Kurbelgehäuseentlüftungsfilter, CCV, 20 für einen Dieselmotor 22. Der Filter weist ein flaches, niedriges Profil auf und erstreckt sich vertikal in einem modularen Filtergehäuse 24 mit einem Einlaß 26, der Öl und Luft von dem Kurbelgehäuse 28 des Dieselmotors erhält und mit einem Auslaß 30, der die Luft zurück zum Dieselmotor an einem Motoreinlaß 32 führt, wie zum Beispiel eine saubere Seite oder eine schmutzige Seite des Luftfilters, einen Turboladereinlaß, einen Einlaßverteiler oder andere Motoreinlässe. Ein mit einer flachen Verkleidung verschmelzendes Filterelement 34, 2, erstreckt sich vertikal in das Gehäuse und weist auf eine erste vertikale Seite 36, 2, 7, die das Öl und die Luft von dem Einlaß 26, 6, empfängt und das Öl von der Luft trennt, und eine zweite vertikale Seite 38, die die Luft zum Auslaß 30 leitet. In der Orientierung von 7 strömen Öl und Luft von rechts nach links durch das Filterelement, wobei Ölnebel, Ruß und Partikel mit dem Filter verschmelzen. Das flache, panelartige Filterelement 34 ist ausgestattet mit verschmelzendem Filtermaterial 40, welches zwischen äußeren Drahtnetzen 42 und 44 eingeklemmt ist. Das Gehäuse 24 erstreckt sich vertikal, wie durch die Richtungslinie 46 in 1 gezeigt, zwischen einem oberen Ende 48 und einem unteren Ende 50. Das Gehäuse erstreckt sich longitudinal, wie durch die Richtungslinie 52 gezeigt, zwischen einem ersten und einem zweiten beabstandet gegenüberliegenden Enden 54 und 56. Das flache, panelartige Filterelement 34 erstreckt sich vertikal und longitudinal in dem Gehäuse. Das Öl fällt durch die Schwerkraft und sickert vertikal entlang dem sich vertikal erstreckenden flachen panelartigen Filterelement 34. Das Gehäuse weist einen unteren Abfluß 58, 2, 7, 8 auf, welcher das abgeschiedene Öl zurück in eine Ölwanne des Motors durch ein Fitting 60, wie bei 62 gezeigt, leitet.
Das Gehäuse 24 weist eine erste, sich vertikal und longitudinal erstreckende flache Kammer 64 auf, 2, 7, 6, die der ersten Seite 36 des Filterelements 34 zugewandt ist. Das Öl und die Luft strömen vom Einlaß 26 durch die erste Kammer, wie durch Pfeil 66 in 6 gezeigt. Das Gehäuse weist eine zweite, sich vertikal und longitudinal erstreckende, flache Kammer 68 auf, 2, 7, 6, die der zweiten Seite 38 des Filterelements 34 zugewandt ist. Die Luft strömt durch die zweite Kammer 68, wie durch Pfeil 70 in 6 gezeigt, zu dem Auslaß 30. Die vertikale und longitudinale Ausdehnung der ersten Kammer 64 ist im wesentlichen die Gleiche, wie die vertikale und longitudinale Ausdehnung der ersten Seite 36 des Filterelements 34. Die vertikale und longitudinale Ausdehnung der zweiten Kammer 68 ist im wesentlichen die Gleiche, wie die vertikale und longitudinale Ausdehnung der zweiten Seite 38 des Filterelements 34. Die vertikalen und longitudinalen Ausdehnungen der Kammern 64 und 68 sind im wesentlichen die Gleichen.
Das Gehäuse 24 weist einen sich vertikal erstreckenden ersten Filtermontageführungskanal 72, 2, 6 und einen sich vertikal erstreckenden zweiten Filtermontageführungskanal 74 auf. Die Führungskanäle halten und lokalisieren das Filterelement 34, so daß sich das Filterelement vertikal in das Gehäuse erstreckt und lateral zwischen den Kammern 64 und 68 lokalisiert ist. Das Gehäuse 24 weist einen sich longitudinal erstreckenden unteren Filtermontageführungskanal 76, 2, 7 auf, der Filterelement 34 hält und lokalisiert. Jeder der Führungskanäle 72, 74, 76 weist vorzugsweise eine jeweilige Dichtung 78, 80, 82 an dem Filterelement auf, um die Kammer 64 gegen die Kammer 68 abzudichten. Die Dichtungen 78, 80, 82 sind an jeweiligen Endkappen 84, 86, 88, 1, des Filterelements vorgesehen.
Das Gehäuse 24 weist eine obere Öffnung 90, 11, für das Filterelement 34 auf, so daß das Filterelement nach unten in das Gehäuse einführbar ist. Das Filterelement weist ein Abschlußende 92 mit einer oberen Abdeckplatte 94 auf, die dichtend durch adhäsive Bindung, Ultraschallschweißen oder andere Methoden dort angefügt ist. Das Filterelement 34 und die obere Abdeckplatte 94 formen eine integral ersetzbare modulare Einheit. Wenn das Filterelement nach unten in das Gehäuse 24 durch die obere Öffnung 90 eingefügt ist, bedeckt die obere Abdeckplatte 94 das Gehäuse 24 und schließt die Öffnung 90 und erste und zweite Kammer 64 und 68. Die obere Abdeckplatte 94 dichtet das Gehäuse durch einen Dichtungsring um die Öffnung 90, einschließend sich longitudinal erstreckende Dichtungsabschnitte 96, 98 (7) und sich lateral erstreckende Dichtungsabschnitte 100 (5) und 102 (11) ab. Das Filterelement 34 ist am vertikalen Ende 84 durch die Dichtung 78 in dem Führungskanal 72 abgedichtet. Das Filterelement 34 ist an dem unteren horizontalen, longitudinalen Ende 88 durch Dichtung 82 in dem unteren Führungskanal 76 abgedichtet. Das Filterelement 34 ist an dem vertikalen Ende 86 durch die Dichtung 80 in dem Führungskanal 74 abgedichtet. Das Filterelement 34 ist an dem Abschlußende 92 gegen die obere Abdeckplatte 94 abgedichtet, welche reihum durch die Dichtungen 96, 98, 100, 102 gegen die Gehäuseöffnung 90 abgedichtet ist.
Das Gehäuse 24 setzt sich aus einem Paar Halbschalen 104, 106, 2, zusammen, die in zusammengebautem Zustand die Öffnung 90 aufweisen, 11. Alternativ besteht das Gehäuse 24 nur aus einem Teil. Die obere Abdeckplatte 94 des Filterelement paßt zu den Halbschalen oder zu dem einteiligen Gehäuse und schließt die obere Öffnung 90, so daß die obere Abdeckplatte 94 des Filterelements 34 das Gehäuse vervollständigt, auch wenn das Gehäuse aus zwei Halb schalen gebildet wird. Die Halbschalen sind Plastikteile und werden durch flexible Schnappverschlüsse 108, 110, 112, 114, 2, 9, 10, zusammengehalten. Die obere Abdeckplatte 94 ist ein Plastikteil und weist ein paar flexible, sich nach unten erstreckende Seitenverschlüsse 116, 118 auf, die jeweils mit den Halbschalen 104, 106 eine Schnappschließverbindung eingehen. Andere Verbindungsmechanismen können für die Halbschalen und/oder die obere Abdeckplatte verwendet werden, z. B. Schrauben wie 120, 12.
Das Gehäuse 24 weist einen Bypassanschluß 122, 2, 4, auf, der mit dem Einlaß 26 kommuniziert. Ein Bypassventil 124, 5, in dem Bypassanschluß weist eine normalerweise geschlossene Position auf, welche in 5 dargestellt ist, so daß die Luft und das Öl von dem Einlaß 26 durch das Filterelement 34 strömen können. Das Beispaßventil 124 weist eine druckgesteuerte geöffnete Position auf, die die Luft und das Öl als Alternativweg dadurch, wie bei 126 gezeigt, vorzugsweise zurück in die Atmosphäre oder in den Motoreinlaß leitet. Das Bypassventil 124 wird in die geöffnete Position als Reaktion auf einen Überdruck in der Kammer 64 einhergehend mit einem vorgegebenem Druckabfall über das Filterelement 34 gebracht, um die Entlüftung des Kurbelgehäuses des Motors sicherzustellen, auch wenn das Filterelement 34 verstopft ist. Das Bypassventil 124 wird durch einen kegelstumpfförmigen Kolben 128, der nach oben gegen den passenden Ventilsitz 130 vorgespannt ist, durch eine Kompressionsfeder 132, die mit ihrem unterem Ende gegen einen stationären Sprengring 134 gelagert ist, bereitgestellt. Wenn der Druck in der Kammer 64 genügend ansteigt, um die Vorspannung der Feder 132 zu übersteigen, bewegt sich der Kolben 128 nach unten von dem Ventilsitz 130 weg, um die Strömung zu ermöglichen.
Ein Vorfilter 136, 4, 5, an dem Einlaß 26 wird durch einen Trägheits-Luft-Öl-Abschneider 138, 3, bereitgestellt, der eine Mehrzahl Düsen 140 aufweist, die die Luft-Ölströmung beschleunigen, und einen trägen Kollektor 142 in dem Weg der Strömung, so daß eine scharfe Richtungsänderung der Strömung verursacht wird. Die Düsen 140 werden gebildet durch eine Mehrzahl von Durchlässen in einer Scheibe 144, die in dem Einlaß 26 durch einen stationären Schnappring 146, 5, gehalten wird. Der Kollektor 142 wird bereitgestellt durch eine rauhe, poröse Sammeloberfläche, wie in der im Gemeinschaftsbesitz befindlichen US-Anmeldung 09/356,072, eingereicht am 16. Juli 1999 beschrieben wird. Die Sammeloberfläche wird an einer inneren vertieften Oberfläche 144 des Gehäuses bereitgestellt. Die rauhe, poröse Sammeloberfläche verursacht die Trennung von Ölpartikeln von der Luft-Ölströmung insbesondere von Ölpartikeln kleinerer Größe als eine glatte, nicht-poröse Auftrefffläche und dies ohne eine Größenbegrenzung, so daß die Gesamteffizienz, einschließlich für Partikel kleiner als eine Begrenzungsgröße für eine glatte, nicht-poröse Auftrefffläche verbessert ist. Vorfilter 136 ist dem Filterelement 34 vorgeschaltet und verlängert die Lebensdauer von dem Filterelement 34. Das Bypassventil 124 kommuniziert, dem Vorfilter 136 nachgelagert, mit der Kammer 64.
Ein Unterdrucksteuermodul 150, 2, ist in dem Gehäuse 24 zwischen der Kammer 68 und dem Auslaß 30, 6, 9, vorgesehen. Das Modul weist ein Ventil 152, 9, mit normalerweise geöffneter Position auf, so daß ein Unterdruck im Einlaßverteiler und/oder im Turboladereinlaß durch den Auslaß 30, das Gehäuse 24 und den Einlaß 26 zurückwirkt auf das Kurbelgehäuse 28 des Motors, so daß die Luft und das Öl vom Kurbelgehäuse 28 zu dem Gehäuseeinlaß 26 in die Kammer 64 und dann durch das Filterelement 34 strömen, und dann Luft durch die zweite Kammer 68 und durch das Ventil 152, wie durch Pfeil 154 gezeigt, 9, dann durch den Gehäuseauslaß 30 zum Einlaß 32 des Motors strömt. Das Ventil 152 weist eine unterdruckgesteuerte geschlossene Position auf, welche in 9 dargestellt ist, die die Luftströmung dadurch verhindert. Das Ventil 152 wird als Reaktion auf einen vorbestimmten Unterdruck im Motoreinlaß 32 in die geschlossene Position gebracht, um die Kommunikation von übermäßigem Unterdruck zwischen dem Kurbelgehäuse 28 und dem Gehäuse 24 zu verhindern. Das Ventil 152 ist zwischen seiner geöffneten und seiner geschlossenen Position entlang einer lateralen Bewegungsachse 156 senkrecht zur vertikalen Ausdehnung 46 des Gehäuses 24 und senkrecht zur longitudinalen Ausdehnung 52 des Gehäuses 24 hin und her bewegbar. Das Ventil 152 wird durch eine flache Scheibenmembran 158 bereitgestellt, die sich vertikal und longitudinal in dem Gehäuse erstreckt und lateral entlang der Achse 156 gegen den Ventilsitz 160 in die geschlossene Position bewegbar ist. Die Membran 158 weist auf eine erste Seite 162, die dem Ventilsitz 160 zugewandt und einrastbar in diesen ist und eine zweite Seite 164, die der ersten Seite 162 lateral gegenüber ist. Die zweite Kammer 68 kommuniziert mit der ersten Seite 162. Eine Kom pressionsfeder 166 drückt die Membran 158 weg von dem Ventilsitz 160, so daß Luft von der Kammer 68 an dem Ventilsitz 160 vorbei zu dem Auslaß 30 strömen kann. Der vorbestimmte Unterdruck an dem Motoreinlaß 32 übersteigt die Vorspannung der Feder 166, so daß die Membran 158 lateral entlang der Achse 156 gegen den Ventilsitz 160 in die geschlossene Position gezogen wird.
Das Modul 150, 2, 9, ist ausgestattet mit einem Paar tassenartiger Gehäuseteile 168, 170, die den äußeren Umfang der Membran 158 dazwischen einklemmen und abdichten. Das Gehäuseteil 170 ist in einem erhöhten ringförmigen Ansatz 172 der Halbschale 106 verschachtelt und darin sicher durch Reibung mit einem O-Ring 174 gehalten. Das Gehäuseteil 168 ist in einen erhöhten ringförmigen Ansatz 176 der Halbschale 104 verschachtelt und darin durch Reibung gehalten und abgedichtet durch einen O-Ring 178. Der Auslaß 30 schließt einen inneren Abschnitt 180 ein, der sich in eine Öffnung 182 des Gehäuseteils 168 und durch eine Öffnung 184 der Halbschale 104 erstreckt und dort durch eine Gummidichtung 186 abgedichtet ist. Das Gehäuseteil 168 weist eine Mehrzahl von Durchlässen 188 auf, die eine Kommunikation zwischen der Kammer 68 und dem Ventil 152 bereitstellen.
Wie oben angegeben, weist das Abschlußende 92 des Filterelements 34 eine dort angefügte obere Abdeckplatte 94 auf. Die Abdeckplatte 94 paßt mit den Halbschalen 104 und 106 zusammen und schließt die Öffnung 90, so daß das Filterelement 34 und die Abdeckplatte 94 ein Modul formen, welches das Gehäuse 24, gebildet durch die Halbschalen 104 und 106, vervollständigt. Das Filterelement 34 ist ein flaches, niedriges Profilteil. Das Gehäuse 24 weist auf die erste flache Kammer 64 mit niedrigem Profil der ersten Seite 36 des Filterelements zugewandt und die zweite flache Kammer 68 mit niedrigem Profil der zweiten Seite 38 des Filterelements zugewandt. Die Halbschale 104 weist die erste, zweite und dritte Randbegrenzung 190, 192 und 194 auf, 2, die jeweils an das Filterelement 34 angrenzen und innere Kanten aufweisen, die die jeweiligen Filtermontageführungskanäle 74, 76 und 72 bilden. Die Abdeckplatte 94 weist einen ersten Absatz 196 neben der ersten Seite 36 von dem Filterelement 34 auf und stellt die vierte Randbegrenzung bereit. Die erste, zweite, dritte und vierte Randbegrenzung 190, 192, 194 und 196 definieren einen Umfang, welcher wiederum die erste Kammer 64 definiert und sich um diese herum erstreckt. Die zweite Halbschale 106 weist die fünfte, sechste und siebte Randbegrenzung 198, 200 und 202 auf, die sich jeweils an das Filterelement 34 anschließen und an ihren inneren Kanten die Filtermontageführungskanäle 74, 76 und 72 bilden. Die obere Abdeckplatte 94 weist einen zweiten Ansatz 204 neben der zweiten Seite 38 von dem Filterelement 34 auf und stellt die achte Randbegrenzung bereit. Die fünfte, sechste, siebte und achte Randbegrenzung 198, 200, 202 und 204 definieren einen Umfang, welcher wiederum die zweite Kammer 68 definiert und sich um diese herum erstreckt. Die Randbegrenzung 202 weist eine Aussparung 206 darin auf, 2, 9, die den Durchlaß von Luft von der zweiten Kammer 68 zu dem Ventil 152 und dem Auslaß 30 ermöglicht. Die Randbegrenzung 200 weist eine Aussparung 208, 2, 7, auf, die den Durchlaß von Öl von der zweiten Kammer 68 in den Abfluß 58 ermöglicht. Das Gehäuse 24 erstreckt sich vertikal von der vierten und achten Randbegrenzung 196 und 204 nach unten zu der zweiten und sechsten Randbegrenzung 192 und 200. Das Gehäuse 24 erstreckt sich longitudinal von der ersten und fünften Randbegrenzung 190 und 198 zu der dritten und siebten Randbegrenzung 194 und 202. Die erste Randbegrenzung 190, 4, weist eine erste Öffnung 210 an dem Einlaß 26 auf und eine zweite Öffnung 212, die den Bypassanschluß 122 bereitstellt. Das Gehäuse 124 weist eine untere Kammer 214, 2, 7, 8 unterhalb der zweiten und sechsten Randbegrenzung 192 und 200 auf, die mit der zweiten Kammer 68 durch die Aussparung 208 in der sechsten Randbegrenzung 200 verbunden ist. Die untere Kammer 214 stellt eine Sammelkammer für abgeschiedenes Öl dar und weist den Abfluß 58 auf.
Die Kombination der Ventile 124 und 152 hält den Druck in dem Kurbelgehäuse des Motors in einem gewünschten Bereich. Der Ventil 124 verhindert übermäßigen Überdruck in dem Kurbelgehäuse andernfalls verursacht durch eine Verstopfung von dem Filterelement 34. Das Ventil 152 verhindert übermäßigen Unterdruck in dem Kurbelgehäuse, andernfalls verursacht durch einen Unterdruck am Motoreinlaß, rückkommuniziert durch das Gehäuse 24. Die Ventile werden in einem flachen modularen Filtergehäuse mit kompaktem, niedrigem Profil bereitgestellt. Die flache Scheibenmembran 158 erstreckt sich vertikal und longitudinal in dem Gehäuse, z. B. entlang der Ebene des Gehäuses und die Öffnungs- und Schließbewegung ist entlang der lateralen Achse 156 senkrecht zu der vertikalen und longitudinalen Eben des Gehäuses. Dies erleichtert die Konstruktion eines flachen, niedrigen Profils. Die Achse 156 ist parallel zu der Strömungsrichtung durch das Filterelement 34 von der ersten Seite 36 zu der zweiten Seite 38. Die Richtung von Öl und Luftströmung durch den Einlaß 26 zu der ersten Seite 36 des Filterelements 34 verläuft entlang der Ebene des Gehäuses, und die Richtung der Luftströmung von der zweiten Seite 38 des Filterelements 34 zu Ventil 152 verläuft ebenfalls entlang der Ebene des Gehäuses. Das Ventil 124 ist zwischen seiner geöffneten und geschlossenen Position hin und her bewegbar entlang einer Bewegungsachse, die entlang der Ebene des Gehäuses verläuft. Das erste und das zweite Ventil 124 und 152 befinden sich an beabstandet gegenüberliegenden Enden des Gehäuses und sind durch das Filterelement 34 dazwischen getrennt. Das Gehäuse ist im Bereich des Motors in einer bevorzugten vertikalen Orientierung durch Befestigungslaschen 220, 222 und 224 befestigt.

Claims

Kurbelgehäuseentlüftungsfilter für eine Diesel-Brennkraftmaschine mit einem Motoreinlaß (32) und einem Kurbelgehäuse (28), wobei der Filter aufweist ein Gehäuse (24) mit einem Einlaß (26), der Öl und Luft von dem Kurbelgehäuse erhält, und einem Auslaß (30), der Luft zurück in den Motoreinlaß (32) leitet, und ein Filterelement (34) in dem Gehäuse (24) mit einer ersten Seite (36), die Öl und Luft von dem Einlaß (26) erhält und das Öl von der Luft trennt, und mit einer zweiten Seite (38), die Luft zu dem Auslaß (30) leitet, dadurch gekennzeichnet, daß der Filter aufweist einen mit dem Einlaß (26) verbundenen Bypassanschluß (122), ein erstes Ventil (124), das sich in dem Bypassanschluß (122) befindet, wobei das erste Ventil (124) einen normalerweise geschlossenen Zustand aufweist, in dem Öl und Luft von dem Einlaß (26) zum Filterelement (34) strömen können, wobei das erste Ventil (124) eine druckgesteuerte geöffnete Position aufweist, durch die Öl und Luft als Alternativweg strömen können, wobei das erste Ventil (124) in die geöffnete Position als Reaktion auf einen vordefinierten Druckabfall über das Filterelement (34) gebracht wird, daß sich ein Unterdrucksteuermodul in dem Gehäuse (24) zwischen der zweiten Seite (38) des Filterelements (34) und dem Auslaß (30) befindet und dieses Modul ein zweites Ventil (152) mit normalerweise geöffneter Position aufweist, so daß Öl und Luft von dem Kurbelgehäuse durch den Einlaß (26) zu der ersten Seite (36) des Filterelementes (34) und dann durch das Filterelement (34) strömen und anschließend Luft von der zweiten Seite (38) des Filterelements (34) durch das zweite Ventil (152) dann durch den Auslaß (30) zum Motoreinlaß (32) strömt, daß das zweite Ventil (152) eine unterdruckgesteuerte geschlossene Position aufweist, die eine Luftströmung verhindert, und daß das zweite Ventil (152) in den geschlossenen Zustand gebracht wird als Reaktion auf einen vorbestimmten Unterdruck in dem Motoreinlaß (32), um die Verbindung von übermäßigem Unterdruck durch das Gehäuse (24) zu dem Kurbelgehäuse zu verhindern.
Filter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Ventil (152) zwischen geöffneter und geschlossener Position entlang einer vorgegebe nen Bewegungsachse (156) im wesentlichen parallel zu der Richtung der Strömung durch das Filterelement (34) von der ersten Seite (36) zu der zweiten Seite (38) hin und her bewegbar ist, vorzugsweise, daß das Gehäuse (24) ein flaches, niedriges Profilteil ist, das sich entlang einer gegebenen Ebene erstreckt, wobei das Filterelement (34) ebenfalls ein flaches, niedriges Profilteil ist, das sich entlang der Ebene in dem Gehäuses (24) erstreckt, und daß die Bewegungsachse (156) des zweiten Ventils (152) senkrecht zu der Ebene verläuft, weiters vorzugsweise, daß die Richtung von Öl und Luftströmung von Einlaß (26) zu der ersten Seite (36) des Filterelements (34) entlang dieser Ebene liegt, die Richtung der Luftströmung von der zweiten Seite (38) des Filterelements (34) zu dem zweiten Ventil (152) entlang dieser Ebene liegt und das zweite Ventil (124) zwischen geöffneter und geschlossener Position entlang der Bewegungsachse entlang dieser Ebene hin und her bewegbar ist.
Filter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich das erste und das zweite Ventil (124, 152) an beabstandet gegenüberliegenden Enden des Gehäuses (24) befinden und durch das Filterelement (34) dazwischen getrennt sind.
Filter nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Filtergehäuse (24) ein flaches, niedriges, sich vertikal erstreckendes Profil aufweist, daß das Filterelement (34) ein flaches Filterelement (34) ist, das sich vertikal in dem Gehäuse (24) erstreckt, wobei die erste Seite (36) eine erste vertikale Seite (36) ist und die zweite Seite (38) eine zweite vertikale Seite (38) ist, vorzugsweise, daß sich das Gehäuse (24) vertikal von einem oberen Ende (48) zu einem unteren Ende (50) erstreckt und sich longitudinal von einem ersten Ende (54) zu einem zweiten Ende (56) erstreckt, und sich das flache Filterelement (34) vertikal und longitudinal in dem Gehäuse (24) erstreckt, weiters vorzugsweise, daß das Gehäuse (24) einen unteren Abfluß (58) aufweist, der abgeschiedenes Öl ableitet und in den das Öl durch die Gravitation fällt und vertikal entlang des sich vertikal erstreckenden flachen Filterelements (34) sickert.
Filter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (24) eine erste sich vertikal und longitudinal erstreckende flache Kammer (64) der ersten Seite (36) des Filterelements (34) zugewandt aufweist, wobei Öl und Luft von dem Einlaß (26) durch die erste Kammer (64) strömen, und daß das Gehäuse (24) eine zweite, sich vertikal und longitudinal erstreckende Kammer (68) der zweiten Seite (38) des Filterelements (34) zugewandt aufweist, wobei Luft durch die zweite Kammer (68) zu dem Auslaß (30) strömt, vorzugsweise, daß die vertikale und die longitudinale Ausdehnung der ersten Kammer (64) im wesentlichen die gleiche wie die vertikale und longitudinale Ausdehnung der ersten Seite (36) des Filterelements (34) ist und daß die vertikale und longitudinale Ausdehnung der zweiten Kammer (68) im wesentlichen die gleiche wie die vertikale und longitudinale Ausdehnung der zweiten Seite (38) des Filterelements (34) ist, weiters vorzugsweise, daß die vertikale und longitudinale Ausdehnung der ersten Kammer (64) im wesentlichen die gleiche ist, wie die vertikale und longitudinale Ausdehnung der zweiten Kammer (68).
Filter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (24) einen sich vertikal erstreckenden ersten Filtermontageführungskanal (72) und einen sich vertikal erstreckenden zweiten Filtermontageführungskanal (74) aufweist, wobei die Führungskanäle das Filterelement (34) halten und lokalisieren, so daß sich das Filterelement (34) vertikal in dem Gehäuse (24) erstreckt und lateral zwischen der ersten und der zweiten Kammer (64, 68) lokalisiert ist, vorzugsweise, daß das Gehäuse (24) einen sich longitudinal erstreckenden, unteren Filtermontageführungskanal (76) aufweist, der das Filterelement (34) hält und lokalisiert und daß jeder der ersten, zweiten und unteren Führungskanäle (72, 74, 76) eine Dichtung (78, 80, 82) aufweist, die die erste Kammer (64) gegen die zweite Kammer (68) abdichtet.
Filter nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (24) eine obere Öffnung (90), die das Filterelement (34) enthält, aufweist, so daß das Filterelement (34) nach unten in das Gehäuse (24) einführbar ist, und daß das Filterelement (34) ein Abschlußende (92) mit einer oberen Abdeckplatte (94) dichtend daran angefügt aufweist, so daß dann, wenn das Filterelement (34) in das Gehäuse (24) eingeführt wird, sich die obere Abdeckplatte (94) an das Gehäuse (24) anlegt und die erste und zweite Kammer (64, 68) schließt, wobei das Filterelement (34) aufweist ein erstes, sich vertikal erstreckendes Ende (84), abgedichtet durch die Dichtung (78) des ersten Führungskanals (72), ein zweites, sich vertikal erstreckendes Ende (86), abgedichtet durch die Dichtung (80) des zweiten Führungskanals (74), und ein unteres Ende (88), abgedichtet durch die Dichtung (82) des unteren Führungskanals (76), und wobei das Filterelement (34) ein oberes Ende (92), abgedichtet durch die dort angebrachte obere Abdeckplatte (94), aufweist.
Filter nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (24) ein Paar Halbschalen (104, 106) aufweist, die in zusammengesetztem Zustand eine obere Öffnung (90) aufweisen, daß die obere Abdeckplatte (94) des Filterelements (34) mit den Halbschalen (104, 106) zusammenpaßt und die obere Öffnung (90) abschließt, so daß die obere Abdeckplatte (94) des Filterelements (34) das Gehäuse (24), welches durch die Halbschalen (104, 106) gebildet wird, vervollständigt, oder daß das Gehäuse (24) ein einzelnes Teil mit einer oberen Öffnung (90) aufweist und daß die obere Abdeckplatte (94) des Filterelements (34) mit dem Gehäuse (24) zusammenpaßt und die obere Öffnung (90) schließt, so daß die obere Abdeckplatte (94) des Filterelements (34) das Gehäuse (24) vervollständigt.
Filter nach Anspruch 5 und ggf. einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Filter einen Vorfilter (136) an dem Einlaß (26) mit einem Trägheits-Luft-Öl-Abschneider (138) aufweist, der eine Mehrzahl von Düsen (140) aufweist, die die Luft-Ölströmung beschleunigen, und mit einem trägen Kollektor (142) im Strömungsweg der eine scharfe Richtungsänderung der Strömung bewirkt und eine rauhe, poröse Sammeloberfläche aufweist, die die Trennung von Ölpartikeln aus der Luft-Ölströmung mit geringerer Größe der Ölpartikel als eine glatte, nicht-poröse Auftrefffläche bewirkt und dabei keine scharfe Begrenzung der Größe der Partikel beinhaltet, so daß die Gesamteffizienz einschließlich für Partikel kleiner als eine Begrenzungsgröße bei einer glatten, nicht-porösen Auftrefffläche verbessert ist, wobei der Vorfilter (136) dem Filterelement (34) vorgeschaltet ist und die Lebensdauer des Filterelements (34) erhöht.
Filter nach Anspruch 5 und ggf. einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Ventil (152) eine flache Scheibenmembran (158) aufweist, die sich vertikal und longitudinal erstreckt und lateral gegen den Ventilsitz (160) in die geschlossene Position bewegbar ist, vorzugsweise, daß die Membran (158) aufweist eine erste Seite (162), die lateral gegenüber dem Verbindungssitz (160) und einrückbar an diesen ausgerichtet ist und eine zweite Seite (164) gegenüber der ersten Seite, daß die zweite Kammer (68) mit der ersten Seite (162) der Membran (158) kommuniziert und eine Feder (166) aufweist, die die Membran (158) von dem Ventilsitz (160) weghält, so daß Luft von der zweiten Kammer (68) an dem Ventilsitz (160) vorbei dem Auslaß (30) strömen kann, und daß, sofern der vorbestimmte Unterdruck die Vorspannung der Feder übersteigt, dieser die Membran (158) lateral gegen den Ventilsitz (160) in die geschlossene Position zieht.
Filter nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (24) einen ersten und einen zweiten Teil mit einer Öffnung dazwischen aufweist, daß das Filterelement (34) ein Abschlußende (92) mit einer Abdeckplatte (94) daran angefügt aufweist, daß die Abdeckplatte (94) mit dem ersten und dem zweiten Teil zusammenpaßt und die Öffnung (90) schließt, so daß das Filterelement (34) und die Abdeckplatte (94) ein Modul bilden, welches das Gehäuse (24), geformt durch den ersten und den zweiten Teil, vervollständig, vorzugsweise, daß das Filterelement (34) ein flaches, niedriges Profil aufweist, daß das Gehäuse (24) eine erste, flache Kammer (64) mit niedrigem Profil gegenüberliegend der ersten Seite (36) des Filterelements (34) und eine zweite, flache Kammer (68) mit niedrigem Profil gegenüberliegend der zweiten Seite (38) des Filterelements (34) aufweist, wobei der erste Teil des Gehäuses (24) eine erste, zweite und dritte Randbegrenzung (190, 192, 194), mit dem Filterelement (34) zusammenpassend, aufweist, wobei die Abdeckplatte (94) einen ersten Absatz (196) neben der ersten Seite (36) des Filterelements (34) aufweist und eine vierte Randbegrenzung bildet, daß die erste, zweite, dritte und vierte Randbegrenzung (190, 192, 194, 196) einen Umfang definieren, der wiederum die erste Kammer (64) definiert und sich um diese herum erstreckt, daß der zweite Teil des Gehäuses (24) eine fünfte, sechste und siebte Randbegrenzung (198, 200, 202) aufweist, mit dem Filterelement (34) zusammenpassend, und die Abdeckplatte (94) einen zweiten Absatz (204) neben der zweiten Seite (38) des Filterelements (34) aufweist und eine achte Randbegrenzung bildet, daß die fünfte, sechste, siebte und achte Randbegrenzung (198, 200, 202, 204) einen Umfang definieren, der wiederum die zweite Kammer (68) definiert und sich um diese herum erstreckt, und daß eine der fünften, sechsten und siebten Randabgrenzungen eine Aussparung (206) aufweist, die den Durchtritt von Luft aus der zweiten Kammer (68) in den Auslaß (30) ermöglicht.
Filter nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (24) einen Abfluß (58) aufweist, der abgeschiedenes Öl ableitet, und daß eine andere der fünften, sechsten oder siebten Randbegrenzungen (198, 200, 202) eine Aussparung (208) aufweist, die den Durchtritt von Öl von der zweiten Kammer (68) in den Abfluß (58) ermöglicht, wobei die eine der fünften, sechsten oder siebten Randbegrenzungen (198, 200, 202) verschieden ist von der anderen der fünften, sechsten und siebten Randbegrenzungen (198, 200, 202), vorzugsweise, daß sich das Gehäuse (24) vertikal von der vierten und achten Randbegrenzung (196, 204) nach unten bis zur zweiten und sechsten Randbegrenzung (192, 200) erstreckt und daß sich das Gehäuse (24) longitudinal von der ersten und fünften Randbegrenzung (190, 198) zu der dritten und siebten Randbegrenzung (194, 202) erstreckt, und daß die siebte Randbegrenzung (202) die eine Aussparung (206) aufweist, die den Durchtritt von Luft von der zweiten Kammer (68) zu dem Auslaß (30) ermöglicht und die sechste Randbegrenzung (200) die andere Aussparung (208) aufweist, die den Durchtritt von Öl von der zweiten Kammer (68) zu dem Abfluß (58) ermöglicht, weiters vorzugsweise, daß die erste Randbegrenzung (190) eine Öffnung (210) an dem Einlaß (26) aufweist, weiters vorzugsweise, daß die erste Randbegrenzung (190) eine zweite Öffnung (212) aufweist, die den Bypassanschluß (122) bildet, und daß das erste Ventil (124) in dem Bypassanschluß (122) vorgesehen ist und sich normalerweise in geschlossenem Zustand befindet, so daß Luft und Öl von dem Einlaß (26) in das Filterelement (34) strömen, wobei das erste Ventil (124) eine druckgesteuerte geöffnete Position aufweist, so daß Luft und Öl dadurch als Alternativweg strö men können, wobei das erste Ventil (124) in die geöffnete Position gebracht wird als Reaktion auf einen vorbestimmten Druckabfall über das Filterelement (34).
Filter nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (24) eine untere Kammer unter der ersten und sechsten Randbegrenzung (192, 200) aufweist, die mit der zweiten Kammer (68) durch die Aussparung (208) in der sechsten Randbegrenzung (200) verbunden ist, wobei die untere Kammer eine Sammelkammer für getrenntes Öl bildet und einen Abfluß (58) von dort aufweist.
Filter nach Anspruch 8 und ggf. einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der erste und zweite Teil des Gehäuses (24) von dem Paar Halbschalen (194, 196) gebildet sind, vorzugsweise, daß die erste der Halbschalen (194, 196) eine erste, zweite und dritte Randbegrenzung (190, 192, 194) und die zweite der Halbschalen (194, 196) eine fünfte, sechste und siebte Randbegrenzung (198, 200, 202) aufweist.
Filter nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß der erste und der zweite Teil des Gehäuses (34) integral miteinander ausgeführt sind, so daß das Gehäuse (24) aus einem Teil besteht.