EP1447531A1 - Kurbelgehäuseentlüftungsventil mit integriertem Zyklonabschneider - Google Patents

Kurbelgehäuseentlüftungsventil mit integriertem Zyklonabschneider Download PDF

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EP1447531A1
EP1447531A1 EP04000598A EP04000598A EP1447531A1 EP 1447531 A1 EP1447531 A1 EP 1447531A1 EP 04000598 A EP04000598 A EP 04000598A EP 04000598 A EP04000598 A EP 04000598A EP 1447531 A1 EP1447531 A1 EP 1447531A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
valve
cyclone separator
partition
valve chamber
membrane
Prior art date
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Application number
EP04000598A
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English (en)
French (fr)
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EP1447531B1 (de
Inventor
Armin Zapf
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Alfmeier Praezision SE
Original Assignee
Alfmeier Praezision AG Baugruppen und Systemlosungen
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Publication date
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Publication of EP1447531A1 publication Critical patent/EP1447531A1/de
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Publication of EP1447531B1 publication Critical patent/EP1447531B1/de
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01M—LUBRICATING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; LUBRICATING INTERNAL COMBUSTION ENGINES; CRANKCASE VENTILATING
    • F01M13/00—Crankcase ventilating or breathing
    • F01M13/04—Crankcase ventilating or breathing having means for purifying air before leaving crankcase, e.g. removing oil
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01M—LUBRICATING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; LUBRICATING INTERNAL COMBUSTION ENGINES; CRANKCASE VENTILATING
    • F01M13/00—Crankcase ventilating or breathing
    • F01M13/02—Crankcase ventilating or breathing by means of additional source of positive or negative pressure
    • F01M13/021—Crankcase ventilating or breathing by means of additional source of positive or negative pressure of negative pressure
    • F01M13/022—Crankcase ventilating or breathing by means of additional source of positive or negative pressure of negative pressure using engine inlet suction
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01M—LUBRICATING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; LUBRICATING INTERNAL COMBUSTION ENGINES; CRANKCASE VENTILATING
    • F01M13/00—Crankcase ventilating or breathing
    • F01M13/04—Crankcase ventilating or breathing having means for purifying air before leaving crankcase, e.g. removing oil
    • F01M2013/0422—Separating oil and gas with a centrifuge device
    • F01M2013/0427—Separating oil and gas with a centrifuge device the centrifuge device having no rotating part, e.g. cyclone

Definitions

  • the invention relates to a crankcase ventilation valve integrated cyclone separator.
  • a crankcase ventilation valve integrated cyclone separator is, for example known from DE 196 04 708 A1.
  • the piston rings exhaust, partially or unburned Fuel, etc. So that these partly environmentally harmful substances not e.g. get into the environment through shaft seals, becomes a negative pressure in the crankcase compared to the engine environment maintained and the crankcase ventilated.
  • the exhausted crankcase gas is added to the intake air and so the engine combustion fed.
  • crankcase gas Engine lubricating oil is contained in the crankcase gas.
  • the crankcase gas passes through First an oil separator, which is almost oil-free at its outlet Provides gas and the separated oil back to the Oil sump feeds the engine.
  • a pressure regulator is connected downstream of the oil separator, which limits the pressure in the crankcase to a minimum value. This avoids, for example, that at strong negative pressure in the crankcase over shaft seals or Piston rings sucked additional substances into the crankcase become.
  • the object of the invention is a crankcase ventilation valve to be specified with integrated pressure control and oil separation unit, the few joints to be sealed and a compact Has construction.
  • crankcase ventilation valve with the features of claim 1.
  • Thereafter contains a crankcase ventilation valve a valve chamber, the one side of a membrane and the opposite Side is delimited by a partition.
  • the partition separates the valve chamber from a cyclone separator.
  • the cyclone separator has a gas inlet connected to a crankcase can be connected.
  • the cyclone separator has a gas outlet on that via a guide channel with the valve chamber connected is.
  • the cyclone separator is located near the gas outlet an oil outlet that can be connected to an oil return.
  • a suction channel penetrates the cyclone separator and is at his one end can be connected to a vacuum source. With his the other end projects to a valve seat Suction channel in the valve chamber.
  • the valve seat works with the Membrane together, the membrane being spring-loaded in the opening direction is.
  • the entire valve is in one housing, for example can be manufactured as a one-piece injection molded part.
  • the Partition can be retrofitted into the injection molded part.
  • the tightness requirement on the partition used is low, there is hardly any pressure difference between the cyclone separator and the valve chamber prevails.
  • the only joint with tightness requirements towards the environment is created by attaching the Membrane on one side of the valve chamber. Because essential Parts of the valve can be integrated in a single component, the total number of individual parts of the valve is reduced.
  • the Arrangement of cyclone separator, valve chamber and suction channel leads to geometrically simple components and a small construction volume of the entire valve.
  • the valve has a essentially hollow cone-shaped cyclone separator.
  • the Cyclone separator is arranged on the valve chamber in such a way that the cone base faces the valve chamber and the central longitudinal axis of the cone essentially perpendicular to the membrane stands. This results in a geometrically further simplified Shape of the valve.
  • the cyclone separator with molded Valve chamber and molded suction channel can be injection molded can be produced in a straightforward manner.
  • the suction channel is essentially arranged coaxially to the central longitudinal axis of the cone. So the gas flow entering the cyclone separator can be unhindered encircle the suction channel, resulting in effective oil separation leads in the cyclone.
  • the suction channel is coaxial arranged within the guide channel, the partition Has openings that are fluidly connected to the guide channel are.
  • the coaxial arrangement of the guide and suction channels is space-saving and simplifies the manufacture of the valve further.
  • the openings in the partition for the guide channel are easy to implement in terms of production technology.
  • the Guide channel is delimited by a tube, which at its the valve chamber facing end face connected to the partition is.
  • the partition and the tube form a single component, which is easy to manufacture and handle and when assembled of the valve can easily be inserted into the housing. This further reduces the number of individual parts of the valve.
  • Another embodiment of the invention provides a valve seat Comprehensive coil spring, on the one hand, the spring load the membrane accomplished and on the other hand supported on the partition. After installing the valve the partition is held in its installed position by the spring, which is why no additional measures to attach the Partition in the valve are necessary.
  • Another embodiment of the invention looks between the outer edge of the partition and the valve housing a labyrinth seal in front.
  • the labyrinth seal can be used at Manufacture of the components easily realized grooves and tongues be carried out when assembling the valve into each other to grab.
  • the sealing effect of the labyrinth seal is created during the first operating phase of the crankcase ventilation valve automatically, if oil-containing gases from the cyclone separator penetrate the labyrinth seal and the introduced oil particles the labyrinthine gap of the seal permanently enforce. This measure creates additional sealing rings or sealant avoided.
  • the crankcase ventilation valve shown in Fig. 1 has a conical or funnel-shaped main components Cyclone separator 2 and a pressure regulator 4.
  • the wall or the housing 28 of the cyclone separator is in the region of its end from a gas inlet 6 and in the area of its narrowed end pierced by an oil outlet 8.
  • the gas inlet 6 opens in a molded connector 10 on which a connecting line 12 is pushed onto the crankcase of an engine (not shown) leads.
  • the oil outlet 8 opens into one Connector 14, on which a connecting line 16 is plugged that leads to the oil sump of the engine.
  • the cyclone separator 2 is coaxial to its central longitudinal axis 5 from a tubular Suction channel 14 penetrated, one end 19 of which the housing 28 extends out and opens into a nozzle 17.
  • a connecting line 18 is plugged onto this leads to the intake manifold (not shown) of the engine.
  • the suction channel 14 tapers conically to a valve seat 24.
  • the tapered channel section follows a radially extending stop shoulder 22 in the not tapered channel section over.
  • the stop shoulder 22 is coaxial to the central longitudinal axis 5 and in a perpendicular to arranged this level.
  • At the narrow end of the Housing 28 is one penetrated by suction channel 14 and with it Opening 29 lying on the edge of its outer peripheral surface available.
  • the wide end of the cyclone separator 2 is of a cylindrical shape Longitudinal section 31 formed, the front of a housing cover is closed.
  • a partition 32 which is transverse to the central longitudinal axis 5 and over the entire inner cross section of the longitudinal section extends.
  • the partition 32 is at an axial distance arranged to the housing cover 56.
  • the of the housing 28, the Partition 32 and the housing cover bounded space forms a Valve chamber 30.
  • the edge of the opening 33 is supported on the stop shoulder 22, the edge of the circular partition 32 on an annular flange 37, which extends from the inner wall of the longitudinal section 31 extends radially inwards.
  • the tube 34 On the side facing the end 19 of the suction channel 14 Partition 32 is a tube 34 with one end 36 thereof formed.
  • the tube 34 includes the suction channel 14 coaxially and with a radial distance, the between the suction channel 14 and the Pipe existing annular space in the following with guide channel 40 designated further channel forms.
  • the guide channel 40 is on its end facing the partition via openings 44 in the partition 32 fluidly connected to the valve chamber 30.
  • the tube 34 ends with an axial distance in front of the opening 29 of the Housing 20.
  • the end face facing away from the partition 32 of the tube 34 and the wall 38 of the suction channel 14 existing Ring opening forms a gas outlet 42.
  • Circular springs 48 concentric with the central longitudinal axis 5 molded.
  • On the ring flange 37 are corresponding to circumferential grooves 50 are formed on the springs 48, into which the springs 48 intervene.
  • the springs 48 and grooves 50 act in the manner of a Labyrinth seal together and seal the cyclone separator 2 from the valve chamber 30.
  • An elastic is located on the end face of the longitudinal section 52 circular membrane 54 with its edge area.
  • the housing cover 56 which is provided with recesses 58 on the housing 28 Engages latching lugs 60, the membrane 54 is on the End face 52 mechanically firmly and sealingly pressed.
  • the Housing cover 56 has an opening 62 which the between Diaphragm 54 and housing cover 56 existing gap space with the Atmosphere connects.
  • a coil spring 64 resiliently acts on the membrane 54 Direction away from the valve seat 24, that is in the opening direction of the Valve.
  • the coil spring 64 is based on this Partition 32 and presses it against the stop shoulder 22. At the same time through the coil spring 64 Springs 48 pressed into the grooves 50.
  • crankcase ventilation valve works is The following: The one coming from the crankcase flows in the direction of 100 and stream of crankcase gas interspersed with oil particles into the cyclone separator 2. In a spiral path the oil-gas mixture flows on the inner wall 102 of the cyclone separator towards the gas outlet 42 and orbits that Tube 34. This is due to the centrifugal forces that occur on the inner wall 102 of the cyclone separator 2 oil droplets down along the inner wall 102 to the oil outlet 8 stream.
  • crankcase ventilation valve During the first phase of operation of the crankcase ventilation valve flows in crankcase gas carrying oil particles Part of the labyrinth seal, i.e. the gaps between the springs 48 and the grooves 50. The gaps are thereby permanently added by oil, so that from now on no oil-carrying gas from the cyclone separator 2 through the labyrinth seal can penetrate into the valve chamber 30.
  • the oil separated on the inner wall 102 flows in the direction 103 back to the engine oil sump. Because in the valve chamber 30 a slightly lower pressure than in the oil sump prevails, the gas largely freed from oil takes the way along direction 104. It flows through the guide channel 40 in the valve chamber 30. From the intake manifold of the engine, not shown ago the suction channel 14 is subjected to negative pressure, so that the gas from the valve chamber 30 in the direction 106 through the Valve seat 24 flows out of the valve chamber 30 and thus the intake air of the motor, not shown, is fed again.
  • the coil spring 64 is dimensioned such that when Exceeding a certain pressure difference between the Valve chamber 30 and the suction channel 14, the membrane 54 in Direction 108 seals against the valve seat 24 and the Closes opening 110 of suction channel 14.
  • the damping of the Membrane 54 when the suction channel 14 is closed or released can be predetermined by the cross section of the opening 62. Thereby namely the amount of air is determined, the maximum per unit time through the opening 62 into the space between the membrane 54 and housing cover 56 in or out of this can.
  • Fig. 2 shows a perspective view from the Partition 32 and the tube 34 composite component with the Openings 44 through its opening 33 in the assembled state the tapered end with the valve seat 24 of the suction channel 14 protrudes.
  • the partition wall 32 are circular in the area of the edge 46 thereof circumferential springs 48 formed.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Lubrication Details And Ventilation Of Internal Combustion Engines (AREA)

Abstract

Ein Kurbelgehäuseentlüftungsventil mit einem integrierten Zyklonabscheider (2) weist folgende Merkmale auf:
  • Eine Ventilkammer (30) ist an einer Seite von einer Membran (54) und an der gegenüberliegenden Seite von einer Trennwand (32) begrenzt, die die Ventilkammer (30) von dem Zyklonabscheider (2) trennt,
  • der Zyklonabscheider (2) weist einen an ein Kurbelgehäuse anschließbaren Gaseinlass (6), einen über einen Leitkanal (40) mit der Ventilkammer (30) verbundenen Gasauslass (42) und nahe dem Gasauslass (42) einen an einen Ölrücklauf anschließbaren Ölauslass (8) auf,
  • ein an seinem einen Ende an eine Unterdruckquelle anschließbarer Saugkanal (14) durchdringt den Zyklonabscheider (2) und ragt mit seinem zu einem Ventilsitz (24) ausgebildeten anderen Ende in die Ventilkammer (30). Der Ventilsitz (24) wirkt mit der in Öffnungsrichtung federbelasteten Membran (54) zusammen.
    • Figure 00000001

    Description

    Die Erfindung betrifft ein Kurbelgehäuseentlüftungsventil mit integriertem Zyklonabscheider. Ein solches Ventil ist beispielsweise aus der DE 196 04 708 A1 bekannt. In das Kurbelgehäuse eines Verbrennungsmotors dringen z.B. aufgrund von Undichtigkeiten der Kolbenringe Abgase, teil- oder unverbrannter Kraftstoff usw. ein. Damit diese teils umweltschädlichen Stoffe nicht z.B. über Wellendichtungen in die Umwelt gelangen, wird im Kurbelgehäuse ein Unterdruck gegenüber der Motorumgebung aufrechterhalten und das Kurbelgehäuse durchlüftet. Das abgeführte Kurbelgehäusegas wird der Ansaugluft beigemischt und so der Motorverbrennung zugeführt.
    Im Kurbelgehäusegas ist Motorschmieröl enthalten. Um den Ölverbrauch des Motors niedrig zu halten und Probleme bei der Abgasreinigung, insbesondere in einem nachgeschalteten Abgaskatalysator zu vermeiden, darf möglichst kein Öl der Verbrennung zugeführt werden. Das Kurbelgehäusegas durchläuft deshalb zunächst einen Ölabscheider, der an seinem Ausgang nahezu ölfreies Gas bereitstellt und das abgeschiedene Ö1 wieder dem Ölsumpf des Motors zuführt.
    Dem Ölabscheider ist stromabwärts ein Druckregler nachgeschaltet, der den Druck im Kurbelgehäuse auf einen Minimalwert begrenzt. Hierdurch wird zum Beispiel vermieden, dass bei zu starkem Unterdruck im Kurbelgehäuse über Wellendichtungen oder Kolbenringe zusätzliche Stoffe ins Kurbelgehäuse eingesaugt werden.
    Bisher werden zur Druckregelung und Ölabscheidung zwei getrennte Bauteile oder kombinierte Einheiten verwendet.
    Die Nachteile bisheriger Lösungen sind unter anderem das große Bauvolumen, das im allgemeinen zu einer großen Bauteiloberfläche führt. Hierdurch ist schwer eine thermische Isolierung des Bauteils möglich, was zum Beispiel im Winter zum Einfrieren der Kondensate im Ölabscheider und Versagen der gesamten Einheit führen kann. Außerdem sind die Bauteile aufgrund ihrer komplizierten Formgebung oft aus mehreren Einzelteilen gefertigt, was viele abzudichtende Fügestellen zur Folge hat. Hierdurch ist schwer zu gewährleisten, dass keine Schadstoffe aus den Bauteilen in die Umwelt austreten.
    Aufgabe der Erfindung ist es, ein Kurbelgehäuse-Entlüftungsventil mit integrierter Druckregel- und Ölabscheideeinheit anzugeben, die wenige abzudichtende Fügestellen und eine kompakte Bauweise aufweist.
    Die Aufgabe wird gelöst durch ein Kurbelgehäuse-Entlüftungsventil mit den Merkmalen des Patentanspruches 1. Danach enthält ein Kurbelgehäuse-Entlüftungsventil eine Ventilkammer, die an einer Seite von einer Membran und an der gegenüberliegenden Seite von einer Trennwand begrenzt ist. Die Trennwand trennt die Ventilkammer von einem Zyklonabscheider. Der Zyklonabscheider weist einen Gaseinlass auf, der an ein Kurbelgehäuse anschließbar ist. Der Zyklonabscheider weist einen Gasauslass auf, der über einen Leitkanal mit der Ventilkammer verbunden ist. Nahe dem Gasauslass weist der Zyklonabscheider einen Ölauslass auf, der an einen Ölrücklauf anschließbar ist. Ein Saugkanal durchdringt den Zyklonabscheider und ist an seinem einen Ende an eine Unterdruckquelle anschließbar. Mit seinem zu einem Ventilsitz ausgebildeten anderen Ende ragt der Saugkanal in die Ventilkammer. Der Ventilsitz wirkt mit der Membran zusammen, wobei die Membran in Öffnungsrichtung federbelastet ist.
    Da der Zyklonabscheider und die Ventilkammer direkt benachbart sind und der Saugkanal den Zyklonabscheider durchdringt, kann das gesamte Ventil in einem Gehäuse liegen, welches zum Beispiel als einteiliges Spritzgussteil herstellbar ist. Die Trennwand ist in das Spritzgussteil nachträglich einsetzbar. Hierdurch entsteht an der Ventilaußenwand keine weitere abzudichtende Fügestelle mit Kontakt zur Umgebung des Ventils. Die Dichtheitsanforderung an die eingesetzte Trennwand ist gering, da zwischen Zyklonabscheider und Ventilkammer kaum ein Druckunterschied herrscht. Die einzige Fügestelle mit Dichtheitsanforderungen gegenüber der Umwelt entsteht durch Anbringen der Membran an der einen Seite der Ventilkammer. Da wesentliche Teile des Ventils in einem einzigen Bauteil integrierbar sind, reduziert sich die Gesamtzahl der Einzelteile des Ventils. Die Anordnung von Zyklonabscheider, Ventilkammer und Saugkanal führt zu geometrisch einfachen Bauteilen und zu kleinem Bauvolumen des gesamten Ventils.
    In einer vorteilhaften Ausführungsform weist das Ventil einen im wesentlichen hohlkegelförmigen Zyklonabscheider auf. Der Zyklonabscheider ist so an der Ventilkammer angeordnet, dass die Kegelbasis der Ventilkammer zugewandt ist und die Mittellängsachse des Kegels im wesentlichen senkrecht auf der Membran steht. Hierdurch ergibt sich eine geometrisch weiter vereinfachte Form des Ventils. Der Zyklonabscheider mit angeformter Ventilkammer und angeformtem Saugkanal kann spritzgusstechnisch unaufwendig hergestellt werden.
    In einer weiteren Ausführungsform ist der Saugkanal im wesentlichen koaxial zur Mittellängsachse des Kegels angeordnet. So kann der in den Zyklonabscheider eintretende Gasstrom ungehindert den Saugkanal umkreisen, was zu einer effektiven Ölabscheidung im Zyklon führt.
    In einer weiteren Ausführungsform ist der Saugkanal koaxial innerhalb des Leitkanals angeordnet, wobei die Trennwand Durchbrechungen aufweist, die mit dem Leitkanal fluidisch verbunden sind. Die koaxiale Anordnung von Leit- und Saugkanal ist platzsparend und vereinfacht die Herstellung des Ventils weiter. Die Durchbrechungen in der Trennwand für den Leitkanal sind fertigungstechnisch leicht zu realisieren.
    Eine weitere Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass der Leitkanal von einem Rohr umgrenzt ist, das an seiner der Ventilkammer zugewandten Stirnseite mit der Trennwand verbunden ist. Die Trennwand und das Rohr bilden so ein einziges Bauteil, das leicht herstellbar und handhabbar ist und beim Zusammenbau des Ventils einfach in das Gehäuse einsetzbar ist. Die Anzahl der Einzelteile des Ventils wird dadurch weiter reduziert.
    Eine weitere Ausführungsform der Erfindung sieht eine den Ventilsitz umfassende Schraubenfeder vor, die einerseits die Federbelastung der Membran bewerkstelligt und sich andererseits an der Trennwand abstützt. Nach der Montage des Ventils wird die Trennwand durch die Feder in ihrer Einbauposition gehalten, weshalb keine zusätzlichen Maßnahmen zur Befestigung der Trennwand im Ventil nötig sind.
    Eine weitere Ausführungsform der Erfindung sieht zwischen dem äußeren Rand der Trennwand und dem Ventilgehäuse eine Labyrinthdichtung vor. Die Labyrinthdichtung kann durch bei der Fertigung der Bauteile leicht realisierbare Nuten und Federn ausgeführt sein, die beim Zusammenbau des Ventils ineinander greifen. Die Dichtwirkung der Labyrinthdichtung entsteht während der ersten Betriebsphase des Kurbelgehäuseentlüftungsventils selbsttätig, wenn ölhaltige Gase vom Zyklonabscheider her in die Labyrinthdichtung eindringen und die eingebrachten Ölpartikel den labyrinthförmigen Spalt der Dichtung dauerhaft zusetzen. Durch diese Maßnahme werden zusätzliche Dichtringe oder Dichtmasse vermieden.
    Für eine weitere Beschreibung der Erfindung wird auf die Ausführungsbeispiele der Zeichnung verwiesen. Es zeigen:
    Fig. 1
    einen Schnitt durch ein Kurbelgehäuseentlüftungsventil in einer schematischen Prinzipdarstellung,
    Fig. 2
    ein aus einer Trennwand und einem daran angesetzten Rohr bestehendes Bauteil des Ventils von Fig. 1 in einer perspektivischen Prinzipdarstellung.
    Das in Fig. 1 dargestellte Kurbelgehäuseentlüftungsventil weist als Hauptbestandteile einen kegel- bzw. trichterförmigen Zyklonabscheider 2 und einen Druckregler 4 auf. Die Wand bzw. das Gehäuse 28 des Zyklonabscheiders ist im Bereich seines Endes von einem Gaseinlass 6 und im Bereich seines verengten Endes von einem Ölauslass 8 durchbrochen. Der Gaseinlass 6 mündet in einen angeformten Stutzen 10, auf den eine Anschlussleitung 12 aufgeschoben ist, die zum Kurbelgehäuse eines Motors (nicht dargestellt) führt. Der Ölauslass 8 mündet in einen Stutzen 14, auf den eine Anschlussleitung 16 aufgesteckt ist, die zum Ölsumpf des Motors führt. Der Zyklonabscheider 2 ist koaxial zu seiner Mittellängsachse 5 von einem rohrförmigen Saugkanal 14 durchdrungen, dessen eines Ende 19 sich aus dem Gehäuse 28 heraus erstreckt und in einen Stutzen 17 mündet. Auf diesen ist eine Anschlussleitung 18 aufgesteckt, die zum Saugrohr (nicht dargestellt) des Motors führt.
    Am anderen Ende 20 verjüngt sich der Saugkanal 14 kegelförmig zu einem Ventilsitz 24. Der verjüngte Kanalabschnitt geht mit einer sich radial erstreckenden Anschlagschulter 22 in den nicht verjüngten Kanalabschnitt über. Die Anschlagschulter 22 ist koaxial zur Mittellängsachse 5 und in einer senkrecht zu dieser verlaufenden Ebene angeordnet. Am verengten Ende des Gehäuses 28 ist eine von Saugkanal 14 durchsetzte und mit ihrem Rand an dessen Außenumfangsfläche anliegende Öffnung 29 vorhanden.
    Das weite Ende des Zyklonabscheiders 2 wird von einem zylinderförmigen Längsabschnitt 31 gebildet, der stirnseitig von einem Gehäusedeckel verschlossen ist. In dem Längsabschnitt ist eine Trennwand 32 vorhanden, die sich quer zur Mittellängsachse 5 und über den gesamten Innenquerschnitt des Längsabschnitts erstreckt. Die Trennwand 32 ist mit Axialabstand zum Gehäusedeckel 56 angeordnet. Der von dem Gehäuse 28, der Trennwand 32 und dem Gehäusedeckel umgrenzte Raum bildet eine Ventilkammer 30. In der Trennwand ist eine zentrale Öffnung 33 vorhanden, die vom Ende 20 des Saugkanals 14 durchgriffen ist. Der Rand der Öffnung 33 stützt sich auf der Anschlagschulter 22, der Rand der kreisförmigen Trennwand 32 auf einem Ringflansch 37 ab, welcher sich von der Innenwandung des Längsabschnitts 31 radial nach innen erstreckt.
    An der dem Ende 19 des Saugkanals 14 zugewandten Seite der Trennwand 32 ist ein Rohr 34 mit seiner einen Stirnseite 36 angeformt. Das Rohr 34 umfasst den Saugkanal 14 koaxial und mit Radialabstand, wobei der zwischen dem Saugkanal 14 und dem Rohr vorhandene Ringraum einen im Folgenden mit Leitkanal 40 bezeichneten weiteren Kanal bildet. Der Leitkanal 40 ist an seinem der Trennwand zugewandten Ende über Durchbrechungen 44 in der Trennwand 32 mit der Ventilkammer 30 fluidisch verbunden. Das Rohr 34 endet mit Axialabstand vor der Öffnung 29 des Gehäuses 20. Die von der Trennwand 32 abgewandten Stirnseite des Rohres 34 und der Wand 38 des Saugkanals 14 vorhandene Ringöffnung bildet einen Gasauslass 42.
    Am kreisförmigen Rand 46 der Trennwand 32 sind an dieser kreisförmig umlaufende Federn 48 konzentrisch zur Mittellängsachse 5 angeformt. Am Ringflansch 37 sind korrespondierend zu den Federn 48 umlaufende Nuten 50 angeformt, in die die Federn 48 eingreifen. Die Federn 48 und Nuten 50 wirken nach Art einer Labyrinthdichtung zusammen und dichten den Zyklonabscheider 2 gegenüber der Ventilkammer 30 ab.
    Auf Stirnseite des Längsabschnitts 52 liegt eine elastische kreisrunde Membran 54 mit ihrem Randbereich auf. Durch den Gehäusedeckel 56, der mit Aussparungen 58 am Gehäuse 28 angebrachte Rastnasen 60 hintergreift, ist die Membran 54 auf der Stirnseite 52 mechanisch fest und dichtend aufgepresst. Der Gehäusedeckel 56 weist eine Öffnung 62 auf, die den zwischen Membran 54 und Gehäusedeckel 56 vorhandenen Spaltraum mit der Atmosphäre verbindet.
    Eine Schraubenfeder 64 beaufschlagt die Membran 54 federnd in Richtung vom Ventilsitz 24 weg, also in Öffnungsrichtung des Ventils. Die Schraubenfeder 64 stützt sich hierzu an der Trennwand 32 ab und drückt diese gegen die Anschlagschulter 22. Gleichzeitig werden durch die Schraubenfeder 64 die Federn 48 in die Nuten 50 gedrückt.
    Die Funktionsweise des Kurbelgehäuseentlüftungsventils ist die Folgende: In Richtung 100 strömt der vom Kurbelgehäuse kommende und mit Ölpartikeln durchsetzte Strom von Kurbelgehäusegas in den Zyklonabscheider 2 ein. In einer spiralförmigen Bahn strömt das Öl-Gasgemisch an der Innenwand 102 des Zyklonabscheiders in Richtung des Gasauslasses 42 und umkreist das Rohr 34. Hierbei schlagen sich durch die auftretenden Zentrifugalkräfte an der Innenwand 102 des Zyklonabscheiders 2 Öltröpfchen nieder, die entlang der Innenwand 102 zum Ölauslass 8 strömen.
    Während der ersten Betriebsphase des Kurbelgehäuse-Entlüftungsventils strömt ölpartikelführendes Kurbelgehäusegas ein Stück weit in die Labyrinthdichtung, also die Zwischenräume zwischen den Federn 48 und den Nuten 50. Die Zwischenräume werden hierdurch dauerhaft durch Öl zugesetzt, so dass fortan kein ölführendes Gas vom Zyklonabscheider 2 durch die Labyrinthdichtung in die Ventilkammer 30 eindringen kann.
    Das an der Innenwand 102 abgeschiedene Öl strömt in Richtung 103 zurück zum Ölsumpf des Motors. Da in der Ventilkammer 30 ein geringfügig kleinerer Druck als im Ölsumpf herrscht, nimmt das von Öl größtenteils befreite Gas den Weg entlang der Richtung 104. Es strömt durch den Leitkanal 40 in die Ventilkammer 30. Vom Saugrohr des nicht dargestellten Motors her ist der Saugkanal 14 mit Unterdruck beaufschlagt, so dass das Gas von der Ventilkammer 30 in Richtung 106 durch den Ventilsitz 24 aus der Ventilkammer 30 ausströmt und so der Ansaugluft des nichtdargestellten Motors wieder zugeführt wird.
    Die Schraubenfeder 64 ist derart dimensioniert, dass beim Überschreiten einer bestimmten Druckdifferenz zwischen der Ventilkammer 30 und dem Saugkanal 14 sich die Membran 54 in Richtung 108 dichtend gegen den Ventilsitz 24 legt und die Öffnung 110 des Saugkanals 14 verschließt. Die Dämpfung der Membran 54 beim Verschließen bzw. Freigeben des Saugkanals 14 ist durch den Querschnitt der Öffnung 62 vorgebbar. Dadurch wird nämlich Menge der Luft bestimmt, die maximal pro Zeiteinheit durch die Öffnung 62 in den Zwischenraum zwischen Membran 54 und Gehäusedeckel 56 ein- oder aus diesem ausströmen kann.
    Fig. 2 zeigt in perspektivischer Darstellung ein aus der Trennwand 32 und dem Rohr 34 zusammengesetztes Bauteil mit den Durchbrechungen 44, durch dessen Öffnung 33 im Montagezustand das sich verjüngende Ende mit dem Ventilsitz 24 des Saugkanals 14 ragt. Auf der in Fig. 2 nicht sichtbaren Unterseite der Trennwand 32 sind im Bereich deren Randes 46 die kreisförmig umlaufenden Federn 48 angeformt.
    Bezugszeichenliste
    2
    Zyklonabscheider
    3
    Kegelbasis
    4
    Druckregler
    5
    Mittellängsachse
    6
    Gaseinlass
    8
    Ölauslass
    10
    Stutzen
    12
    Anschlussleitung
    14
    Saugkanal
    16
    Anschlussleitung
    17
    Stutzen
    18
    Anschlussleitung
    19
    Ende
    20
    Ende
    22
    Anschlagschulter
    24
    Ventilsitz
    26
    Umfang
    28
    Gehäuse
    29
    Öffnung
    30
    Ventilkammer
    31
    Längsabschnitt
    32
    Trennwand
    33
    Öffnung
    34
    Rohr
    36
    Stirnseite
    37
    Ringflansch
    38
    Wand
    40
    Leitkanal
    42
    Gasauslass
    44
    Durchbrechung
    46
    Rand
    48
    Feder
    50
    Nut
    52
    Stirnseite
    54
    Membran
    56
    Gehäusedeckel
    58
    Aussparung
    60
    Rastnase
    62
    Öffnung
    64
    Schraubenfeder
    100
    Richtung
    102
    Innenwandung
    103,104,106,108
    Richtung

    Claims (7)

    1. Kurbelgehäuseentlüftungsventil mit integriertem Zyklonabscheider (2) mit folgenden Merkmalen:
      Eine Ventilkammer (30) ist an einer Seite von einer Membran (54) und an der gegenüberliegenden Seite von einer Trennwand (32) begrenzt, die die Ventilkammer (30) von dem Zyklonabscheider (2) trennt,
      der Zyklonabscheider (2) weist einen an ein Kurbelgehäuse anschließbaren Gaseinlass (6), einen über einen Leitkanal (40) mit der Ventilkammer (30) verbundenen Gasauslass (42) und nahe dem Gasauslass einen an einen Ölrücklauf anschließbaren Ölauslass (8) auf,
      ein an seinem einen Ende an eine Unterdruckquelle anschließbarer Saugkanal (14) durchdringt den Zyklonabscheider (2) und ragt mit seinem zu einem Ventilsitz (24) ausgebildeten anderen Ende in die Ventilkammer (30),
      der Ventilsitz (24) wirkt mit der in Öffnungsrichtung federbelasteten Membran (54) zusammen.
    2. Ventil nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen im wesentlichen hohlkegelförmigen Zyklonabscheider (2), wobei dessen Kegelbasis (3) der Ventilkammer (30) zugewandt ist.
    3. Ventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Saugkanal (14) im wesentlichen koaxial zur Mittellängsachse (5) des Zyklonabscheiders (2) angeordnet ist.
    4. Ventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Saugkanal (14) koaxial innerhalb des Leitkanals (40) angeordnet ist und die Trennwand Durchbrechungen (44) für den Leitkanal aufweist, die mit dem Leitkanal (40) fluidisch verbunden sind.
    5. Ventil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Leitkanal (40) von einem Rohr umgrenzt ist, das an seiner der Ventilkammer (30) zugewandten Stirnseite mit der Trennwand verbunden ist.
    6. Ventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Federbelastung der Membran (54) durch eine den Ventilsitz (24) umfassende Schraubenfeder (64) bewerkstelligt ist, die sich an der Trennwand (32) abstützt.
    7. Ventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem äußeren Rand der Trennwand (32) und dem Ventilgehäuse eine Labyrinthdichtung vorgesehen ist.
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