EP1164264B1 - Blowby-Heizung - Google Patents

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EP1164264B1
EP1164264B1 EP20000112614 EP00112614A EP1164264B1 EP 1164264 B1 EP1164264 B1 EP 1164264B1 EP 20000112614 EP20000112614 EP 20000112614 EP 00112614 A EP00112614 A EP 00112614A EP 1164264 B1 EP1164264 B1 EP 1164264B1
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heater according
blowby
blowby heater
ptc
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Franz Bohlender
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DBK David and Baader GmbH
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F01M13/0011—Breather valves
    • F01M2013/0027—Breather valves with a de-icing or defrosting system
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F01M—LUBRICATING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; LUBRICATING INTERNAL COMBUSTION ENGINES; CRANKCASE VENTILATING
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    • F01M13/00—Crankcase ventilating or breathing
    • F01M13/04—Crankcase ventilating or breathing having means for purifying air before leaving crankcase, e.g. removing oil
    • F01M2013/0472—Crankcase ventilating or breathing having means for purifying air before leaving crankcase, e.g. removing oil using heating means

Definitions

  • the invention relates to crankcase vents and is particularly concerned with a Blow-heating. Furthermore, the invention relates to an internal combustion engine with such Blow-heating.
  • crankcase also engine block
  • the crankcase (also engine block) of an internal combustion engine takes as the most important Crankshaft with crankshaft, connecting rods and pistons.
  • the crankcase usually completed by a bolted sump. Upwards takes place the cover of the cylinder located in the crankcase by one or more Cylinder heads.
  • crankcase fills up to the cylinder head with old vapors and gases, which at the Pass the piston rings out of the combustion chamber.
  • the pumping movement of the pistons puts these old fumes and gases under pressure. To protect the environment is an escape prevents these gases.
  • the escaping fuel gases from the fuel tank burden at a standstill Engine the environment. Therefore, often a combined engine and fuel tank vent present, with the gases and vapors collected in a surge tank gases condense and flow back to the fuel tank. During the Starting the engine sucks the vapors from the expansion tank, and while running Engine, the gases and vapors are passed directly to the air filter.
  • blowby gases The gases and old fumes that fill the crankcase are called blowby gases.
  • the main components of the blow-by gas are unburned gases, which are large quantities Contain hydrocarbons.
  • a defective, clogged or iced vent leads to a high pressure in the crankcase, the lubricating oil from the seals (for example, on the crankshaft, oil pan or out the opening for the dipstick) presses. It creates a large oil loss, the engine damage and leads to an environmental impact.
  • the invention is based on the object, a blow-by heater and an internal combustion engine with such a blowby heater indicate that the icing of the crankcase ventilation prevent.
  • PTC Positive Temperature Coefficient
  • blowby heater according to the invention is advantageous, since the at least one PTC heating element is glued to the gas-carrying pipe and thereby the use Be prevented by soldering or spring clamps compressive stresses. Furthermore, by gluing the PTC heating elements, the overall structure can be significant be simplified because additional support elements omitted.
  • Another advantage of bonding the PTC heating elements to the gas-carrying pipe is in that for the latter, an aluminum die-cast pipe can be used, what Compared to conventional copper pipes causes a significant cost advantage.
  • Dos used adhesive material is electrically non-conductive, and in particular it is a silicone adhesive, so are associated with multiple benefits.
  • silicone adhesive is temperature resistant and thus just for use in a blowby heater over a large one Temperature range also advantageous.
  • the adhesive has a high elongation at break of up to 300%, which compensates for occurring stresses and manufacturing tolerances can be compensated.
  • Be at least two PTC heating elements connected to each other electrically conductive are arranged around the gas-carrying pipe around, so the pipe from several sides heated simultaneously and thus uniformly and improves the heat coupling. Will be there riveted a contact, not only the overall stability is promoted in an advantageous manner, but also simplifies the manufacturing process.
  • blowby heater can be in a compact Design and manufacture design, and it will continue the occurrence of mechanical stresses prevented.
  • FIGS. 1a and 1b show a side view of a blowby heater according to the invention.
  • the order is mounted by means of the base member 10 to the crankcase such that the Blowby gas through the inside connection pipe 20 and through the outside connection element 30 passes through the vent flange 40. That's how it will be done Blowby gas heated according to the invention, including in the interior of the arrangement shown electrically operated PTC heating elements are provided. To these heating elements electrical energy To provide available, the blow-by heater also has an electric Connector 50.
  • FIGS. 2a and 2b show the heating arrangement located inside the blowby heater become.
  • the gas guide tube 90 are in the preferred embodiment of Fig. 2a, three PTC elements 60 arranged.
  • the PTC elements 60 with the gas guide tube 90 by means of a temperature-resistant, not conductive silicone adhesive having a high elongation at break of about 300%.
  • the adhesive per se is non-conductive, but in the manufacture of the shown in Fig. 2a Arrangement pressed the respective PTC element under high pressure to the gas guide tube, so that due to the surface roughness, an electrical contact results.
  • the mechanical advantages of silicone adhesive such as Ability to tolerance compensation, exploited, without compromising on the electrical contact to have to go.
  • the respective rear sides of the PTC elements 60 are electrically connected to a contact strip 70, 80 conductively connected to one of two flat contact pins 110 of the electrical Connector 50 is in contact.
  • the other flat contact pin 110 is connected to the gas guide tube 90 connected via a contact feeder 100, so that a stream of a Contact pin via the PTC elements 60, the gas guide tube 90 and the contact feeder 100 to the other contact pin can flow.
  • the gas guide tube 90 is preferably an aluminum die-cast tube, but may also be made of another electrically conductive material, such as Copper. Furthermore, in the preferred embodiment of the invention, the contact feeder 100 riveted to the gas guide tube 90. However, other connection techniques may be used Use such as screws, clamps, rivets, welding, gluing etc.
  • the PTC elements 60 are connected to the Gas guide tube 90 by means of the electrically non-conductive silicone adhesive by strong pressure connected, whereby the PTC elements 60 with the gas guide tube 90 electrically get connected.
  • that does not belong to the invention becomes a conductive instead of the silicone adhesive Epoxy resin adhesive used in the silver or other metal particles introduced have been.
  • this adhesive does not have the advantageous mechanical properties as well as the temperature resistance of the silicone adhesive, however, is in the production the arrangement only a slight pressure on the gas guide tube 90 necessary.
  • a plastic extrusion 120 is provided, the mechanical stability during assembly and possibly also afterwards.
  • the PTC elements 60 and the gas guide tube 90 after assembly also plastic encapsulated, what the occurrence of mechanical stresses prevents and allows a compact design. Furthermore, this is in the shaping design the gas guide tube 90 extensive freedom offered.
  • FIGS. 3a and 3b show the arrangements shown in the preceding figures in perspective view.
  • the contact band 80 between the PTC elements 60 made narrower as the contact band 70, thereby reducing the overall weight of the assembly, and further the contact band 70, 80 becomes more flexible and less thermally conductive.
  • Figs. 2a and 2b are three PTC elements 60 disposed around the gas guide tube 90 around. It can instead also any other numbers of PTC elements 60 may be provided, in particular two or just one PTC element. The selection of the number of PTC elements 60 is directed depending on the required heating power, the cross section and the type of PTC elements used.

Description

Die Erfindung betrifft Kurbelgehäuse-Entlüftungen und befasst sich insbesondere mit einer Blowby-Heizung. Ferner betrifft die Erfindung einen Verbrennungsmotor mit einer solchen Blowby-Heizung.
Das Kurbelgehäuse (auch Motorblock) eines Verbrennungsmotors nimmt als wichtigstes den Kurbeltrieb mit Kurbelwelle, Pleuelstangen und Kolben auf. Nach unten hin wird das Kurbelgehäuse normalerweise durch eine angeschraubte Ölwanne abgeschlossen. Nach oben erfolgt die Abdeckung der im Kurbelgehäuse befindlichen Zylinder durch einen oder mehrere Zylinderköpfe.
Das Kurbelgehäuse füllt sich bis zum Zylinderkopf mit Oldämpfen und Gasen, die an den Kolbenringen vorbei aus dem Verbrennungsraum entweichen. Die Pumpbewegung der Kolben setzt diese Oldämpfe und Gase unter Druck. Zum Schutz der Umwelt wird ein Entweichen dieser Gase verhindert.
Auch die entweichenden Kraftstoffgase aus dem Kraftstoffbehälter belasten bei stillstehendem Motor die Umwelt. Deshalb ist häufig eine kombinierte Motor- und Kraftstoffbehälter-Entlüftung vorhanden, wobei die Gase und Dämpfe in einem Ausgleichsbehälter gesammelt werden, die Gase kondensieren und zum Kraftstoffbehälter zurückfließen. Während des Startvorgangs saugt der Motor die Dämpfe aus dem Ausgleichsbehälter, und bei laufendem Motor werden die Gase und Dämpfe direkt zum Luftfilter geleitet.
Die Gase und Oldämpfe, mit denen sich das Kurbelgehäuse füllt, werden Blowby-Gase genannt. Die Hauptkomponenten des Blowby-Gases sind unverbrannte Gase, die große Mengen Kohlenwasserstoffe enthalten.
Eine defekte, verstopfte oder vereiste Entlüftung führt zu einem großen Druck im Kurbelgehäuse, der das Schmieröl aus den Dichtungen (z.B. an der Kurbelwelle, Ölwanne oder aus der Öffnung für den Ölmessstab) drückt. Es entsteht ein großer Ölverlust, der zum Motorschaden und zu einer Umweltbelastung führt.
Aus der US-A-6,062,206 ist eine Blowby-Heizung bekannt, durch welche eine Vereisung der Kurbelgehäuseentlüftung vermieden werden kann.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Blowby-Heizung und einen Verbrennungsmotor mit einer solchen Blowby-Heizung anzugeben, die die Vereisung der KurbelgehäuseEntlüftung verhindern.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Gegenstände der unabhängigen Patentansprüche gelöst.
Die Verwendung von PTC-Heizelementen (PTC = Positive Temperature Coefficient) ist aufgrund der selbstregulierenden Eigenschaften eines Kaltleiters für den Einsatz in einer Blowby-Heizung vorteilhaft.
Des Weiteren ist die erfindungsgemäße Blowby-Heizung vorteilhaft, da das wenigstens eine PTC-Heizelement mit dem gasführenden Rohr verklebt ist und hierdurch die bei Verwendung von Löttechniken oder Federklemmungen auftretenden Druckspannungen verhindert werden. Ferner kann durch Verklebung der PTC-Heizelemente der Gesamtaufbau signifikant vereinfacht werden, da zusätzliche Halterungselemente entfallen.
Durch Vorfixierung der Stromführungen mittels Kunststoffumspritzung wird zum einen die mechanische Stabilität der Stromzuführungen verbessert und zum anderen die Verbindungstechnik bei der Fertigung in vorteilhafter Weise so gestaltet, dass diese zügiger und somit kostengünstiger erfolgen kann.
Ein weiterer Vorteil der Klebung der PTC-Heizelemente an das gasführende Rohr besteht darin, dass für Letzteres auch ein Aluminium-Druckgussrohr Verwendung finden kann, was gegenüber herkömmlichen Kupferrohren einen deutlichen Kostenvorteil hervorruft.
Dos verwendete Klebematerial ist elektrisch nichtleitend, und ist es insbesondere ein Silikonkleber, so sind hiermit vielfache Vorteile verbunden. Zunächst ist Silikonkleber temperaturbeständig und somit gerade für die Verwendung in einer Blowby-Heizung über einen großen Temperaturbereich hinaus vorteilhaft. Ferner verfügt der Kleber über eine hohe Bruchdehnung von bis zu 300 %, wodurch auftretende Spannungen kompensiert und Herstellungstoleranzen ausgeglichen werden können.
Werden wenigstens zwei PTC-Heizelemente, die untereinander elektrisch leitend verbunden sind, um das gasführende Rohr herum angeordnet, so wird das Rohr von mehreren Seiten gleichzeitig und somit gleichmäßig erwärmt und die Wärmekopplung verbessert. Wird dabei ein Kontakt vernietet, so wird nicht nur die Gesamtstabilität in vorteilhafter Weise gefördert, sondern auch der Herstellungsprozess vereinfacht.
Ein Vorteil entsteht weiterhin durch Kunststoffrumspritzung der Heizelemente und des Rohres, da hierdurch umfangreiche Freiheiten bei der Formungsgestaltung der Blowby-Heizung, insbesondere des Rohres entstehen. Auch lässt sich die Blowby-Heizung in einer kompakten Bauform entwerfen und fertigen, und es wird das Auftreten mechanischer Spannungen weiterhin verhindert.
Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert werden, in denen:
  • Fig. 1a und 1b Seitenansichten einer Blowby-Heizung gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung zeigen;
  • Fig. 2a das gasführende Rohr mit anmontierten PTC-Heizelementen gemäß der bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung in Draufsicht zeigt;
  • Fig. 2b die Anordnung von Fig. 2a im anmontierten Zustand mit Sockel und Entlüftungsflansch zeigt;
  • Fig. 3a die Anordnung von Fig. 2a in perspektivischer Sicht zeigt; und
  • Fig. 3b die Blowby-Heizung gemäß der bevorzugten Ausgestaltung in perspektivischer Ansicht zeigt.
    • Unter Bezugnahme auf diese Figuren wird im Folgenden eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung näher erläutert.
    Die Fig. 1a und 1b zeigen eine erfindungsgemäße Blowby-Heizung in Seitenansicht. Die Anordnung wird mittels des Sockelelements 10 an das Kurbelgehäuse derart montiert, dass das Blowby-Gas durch das innenseitige Anschlussrohr 20 und durch das außenseitige Anschlusselement 30 durch den Entlüftungsflansch 40 hindurchtritt. Auf diesem Wege wird das Blowby-Gas erfindungsgemäß beheizt, wozu im Inneren der gezeigten Anordnung elektrisch betriebene PTC-Heizelemente vorgesehen sind. Um diesen Heizelementen elektrische Energie zur Verfügung zu stellen, verfügt die Blowby-Heizung ferner über einen elektrischen Steckverbinder 50.
    Den Fig. 2a und 2b kann die im Inneren der Blowby-Heizung befindliche Heizanordnung entnommen werden. Um das Gasführungsrohr 90 herum sind in der bevorzugten Ausgestaltung von Fig. 2a drei PTC-Elemente 60 angeordnet. In der bevorzugten Ausgestaltung sind die PTC-Elemente 60 mit dem Gasführungsrohr 90 mittels eines temperaturbeständigen, nicht leitfähigen Silikonklebers verbunden, der eine hohe Bruchdehnung von etwa 300 % aufweist. Zwar ist der Kleber an sich nichtleitend, jedoch wird bei der Fertigung der in Fig. 2a gezeigten Anordnung das jeweilige PTC-Element unter hohem Druck an das Gasführungsrohr angepresst, so dass sich aufgrund der Oberflächenrauhigkeit eine elektrische Kontaktierung ergibt. Hierdurch werden die mechanischen Vorteile des Silikonklebers, beispielsweise die Fähigkeit zum Toleranzausgleich, ausgenutzt, ohne Kompromisse bei der elektrischen Kontaktierung eingehen zu müssen.
    Die jeweiligen Rückseiten der PTC-Elemente 60 sind mit einem Kontaktband 70, 80 elektrisch leitend verbunden, welches mit einem von zwei Flachkontaktstiften 110 des elektrischen Steckverbinders 50 in Kontakt steht. Der andere Flachkontaktstift 110 ist mit dem Gasführungsrohr 90 über eine Kontaktzuführung 100 verbunden, so dass ein Strom von einem Kontaktstift über die PTC-Elemente 60, das Gasführungsrohr 90 und die Kontaktzuführung 100 zum anderen Kontaktstift fließen kann.
    Das Gasführungsrohr 90 ist bevorzugterweise ein Aluminium-Druckgussrohr, kann jedoch auch aus einem anderen elektrisch leitfähigen Material hergestellt sein, wie beispielsweise Kupfer. Ferner ist in der bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung die Kontaktzuführung 100 mit dem Gasführungsrohr 90 vernietet. Es können jedoch auch andere Verbindungstechniken Verwendung finden, wie etwa Schrauben, Klemmen, Nieten, Schweißen, Kleben etc.
    Wie oben erwähnt, werden in der bevorzugten Ausgestaltung die PTC-Elemente 60 mit dem Gasführungsrohr 90 mittels des elektrisch nicht leitfähigen Silikonklebers durch starken Andruck verbunden, wodurch die PTC-Elemente 60 mit dem Gasführungsrohr 90 elektrisch verbunden werden. In einer anderen Ausgestaltung, die nicht zur Erfindung gehört, wird anstelle des Silikonklebers ein leitfähiger Epoxidharzkleber verwendet, in den Silber- oder andere Metallpartikel eingebracht worden sind. Zwar verfügt dieser Kleber nicht über die vorteilhaften mechanischen Eigenschaften sowie die Temperaturbeständigkeit des Silikonklebers, jedoch ist bei der Fertigung der Anordnung ein nur geringer Andruck an das Gasführungsrohr 90 notwendig.
    Zur Vorfixierung der Flachkontaktstifte 110 ist in der bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung eine Kunststoffumspritzung 120 vorgesehen, die die mechanische Stabilität beim Zusammenbau und ggf. auch danach sicherstellt. Ferner wird die in den Fig. 2a und 2b gezeigte Anordnung, insbesondere die PTC-Elemente 60 und das Gasführungsrohr 90, nach Montage ebenfalls kunststoffumspritzt, was das Auftreten mechanischer Spannungen verhindert und eine kompakte Bauform erlaubt. Ferner sind hierdurch bei der Formungsgestaltung des Gasführungsrohres 90 weitgehende Freiheiten geboten.
    Die Fig. 3a und 3b zeigen die in den vorangegangenen Figuren dargestellten Anordnungen in perspektivischer Ansicht. Wie der Fig. 3a entnommen werden kann, ist in der bevorzugten Ausgestaltung das Kontaktband 80 zwischen den PTC-Elementen 60 schmaler ausgeführt als das Kontaktband 70, wodurch das Gesamtgewicht der Anordnung verringert und ferner das Kontaktband 70, 80 flexibler und weniger wärmeleitend wird.
    Wie vorstehend erwähnt, sind in der bevorzugten Ausgestaltung der Fig. 2a und 2b drei PTC-Elemente 60 um das Gasführungsrohr 90 herum angeordnet. Es können stattdessen auch beliebige andere Anzahlen von PTC-Elementen 60 vorgesehen sein, insbesondere zwei oder auch nur ein PTC-Element. Die Auswahl der Anzahl an PTC-Elementen 60 richtet sich nach der benötigten Heizleistung, des Querschnitts sowie der Art der verwendeten PTC-Elemente.

    Claims (8)

    1. Blowby-Heizung, umfassend:
      ein gasführendes Rohr (90) und
      wenigstens ein Heizelement (60),
      wobei das Heizelement ein PTC-Heizelement ist, das mit dem Rohr unter Verwendung eines elektrisch nichtleitenden Klebematerials verbunden ist, wobei sich aufgrund der Oberflächenrauhigkeit eine elektrische Kontaktierung ergibt.
    2. Blowby-Heizung nach Anspruch 1, wobei das Rohr (90) im Aluminiumdruckgussverfahren hergestellt ist.
    3. Blowby-Heizung nach Anspruch 1, wobei das Klebematerial ein Silikonkleber ist.
    4. Blowby-Heizung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei wenigstens zwei PTC-Heizelemente (60), die untereinander elektrisch leitend verbunden sind, um das Rohr (90) herum angeordnet sind.
    5. Blowby-Heizung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die PTC-Elemente (60) mit elektrischen Kontakten (110) verbunden sind, von denen wenigstens einer mit dem Rohr (90) vernietet ist. 30
    6. Blowby-Heizung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die PTC-Heizelemente (60) und das Rohr (90) kunststoffumspritzt sind.
    7. Blowby-Heizung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, ferner Stromzuführungen (110) umfassend, die durch Kunststoffumspritzung vorfixiert sind.
    8. Verbrennungsmotor mit einer Blowby-Heizung nach einem der Ansprüche 1 bis 7.
    EP20000112614 2000-06-14 2000-06-14 Blowby-Heizung Expired - Lifetime EP1164264B1 (de)

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    EP1164264A1 EP1164264A1 (de) 2001-12-19
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