EP1866525B1

EP1866525B1 - Ausgleichswellenmodul

Info

Publication number: EP1866525B1
Application number: EP06707467A
Authority: EP
Inventors: Xaver Stemmer
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 2005-03-26
Filing date: 2006-03-08
Publication date: 2009-01-14
Anticipated expiration: 2026-03-08
Also published as: DE102005013803A1; US7632326B2; CN101120158A; EP1866525A1; CN101120158B; WO2006102968A1; DE502006002657D1; JP2008534833A; JP4859914B2; US20090049807A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Ausgleichswellenmodul eines Verbrennungsmotors eines Kraftfahrzeugs oder dergleichen, mit einer Ausgleichswelle und einer die Ausgleichswelle zumindest bereichsweise aufnehmenden und mittels Lagern haltenden Kartusche, wobei die Kartusche mindestens eine Roh-Blowby-Gas-Eintrittsöffnung aufweist, die mit einem Fliehkraftabscheider der Ausgleichswelle in Verbindung steht und mit einer eine Förderung des Blowby-Gases im Innern der Ausgleichswelle vornehmenden Fördereinrichtung, deren Laufrad auf der Ausgleichswelle angeordnet ist, die stromabwärts der Fördereinrichtung mindestens eine Rein-Blowby-Gas-Austrittsöffnung aufweist, wobei der Fliehkraftabscheider mindestens ein auf einem Ausgleichswellenelement der Ausgleichswelle angeordnetes Schleuderelement für das Abscheiden von Partikeln aus dem Roh-Blowby-Gas aufweist.
Es ist bekannt, bei Verbrennungsmotoren von Kraftfahrzeugen oder dergleichen zum Ausgleich der Kurbeltriebmassenkräfte mindestens eine Ausgleichswelle einzusetzen. Derartige Ausgleichswellen können ferner alternativ oder zusätzlich einen Gaskraftausgleich schaffen. Aus der DE 10 139 141 ist weiter bekannt, bei einem Trockensumpfsystem in einer Brennkraftmaschine mit einem Kurbelgehäuse und mindesten einem Zylinderkopf wenigstens eine Pumpeinrichtung zum Absaugen von Öl vorzusehen, wobei die Pumpeinrichtung wenigstens eine rotierende Pumpe und wenigstens eine rotierende Hohlwelle aufweist, und wobei die Rotation der Hohlwelle das im Hohlraum enthaltene Gemisch aus Öl und Blowby-Gasen in Rotation versetzt und Blowby-Gase und Öl aus dem Kurbelgehäuse fördert. Bei dieser Konstruktion werden Blowby-Gase und Öl separat gefördert, es findet eine Abscheidung aufgrund Zentrifugalkraft statt, wobei aber nachteilig ist, dass separat ausgeführte Pumpen vorgesehen sind, die konstruktiv aufwendig sind und Bauraum beanspruchen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Einsatzgebiet einer Ausgleichswelle zu erweitern, sodass insbesondere bei einfachem Aufbau und sicherem Betrieb weitere Funktionen übernommen werden, insbesondere die Förderung und Separation von Blowby-Gas und Öl.
Diese Aufgabe wird von einem Ausgleichswellenmodul eines Verbrennungsmotors eines Kraftfahrzeugs oder dergleichen dadurch gelöst, dass das Modul mit einer Ausgleichswelle und einer die Ausgleichswelle zumindest bereichsweise aufnehmenden und mittels Lagern haltenden Kartusche versehen ist, wobei die Kartusche zumindest eine Roh-Blowby-Gas-Eintrittsöffnung aufweist, die mit einem Fliehkraftabscheider der Ausgleichswelle in Verbindung steht und mit einer eine Förderung des Blowby-Gases im Inneren der Ausgleichswelle vornehmenden Fördereinrichtung, deren Laufrad auf der Ausgleichswelle angeordnet ist, die stromabwärts der Fördereinrichtung mindestens eine Rein-Blowby-Gas-Austrittsöffnung aufweist, wobei der Fliehkraftabscheider mindestens ein auf einem Ausgleichswellenelement der Ausgleichswelle angeordnetes Schleuderelement für das Abscheiden von Partikeln aus dem Roh-Blowby-Gas aufweist. Es ist vorgesehen, dass das Schleuderelement eine Förderschnecke ist. Hierdurch übernimmt die Ausgleichswelle nicht nur einen Massenkraft- und/oder Gaskraftausgleich, sondern führt Blowby-Gas zum Ansaugtrakt und/oder einer Ladereinrichtung des Verbrennungsmotors zurück, wobei dies insbesondere auf relativ kurzem Wege und in einer relativ hoch temperierten Zone des Verbrennungsmotors erfolgt. Das Blowby-Gas entsteht durch nicht zu vermeidende Undichtigkeiten der Verbrennungsräume des Verbrennungsmotors, das heißt, dass an dem Kolbenring des Verbrennungsmotors vorbei in das Innere des Motors und damit in das Kurbelgehäuse gelangende Blowby-Gas wird über die Ausgleichswelle rückgeführt, sodass sich bei sehr geringem Platzbedarf, einem geringen Masseneinsatz und geringen Kosten eine einfache Lösung ergibt. Um einen Strömungsweg für das Blowby-Gas zu schaffen, weist das Ausgleichswellenmodul neben der Ausgleichswelle die Kartusche auf, in der die Ausgleichswelle mittels Lagern drehend aufgenommen ist. Mithin dreht sich die Ausgleichswelle im Betrieb, während die Kartusche stillsteht. Für den Eintritt des insbesondere mit Öltröpfchen und dergleichen belasteten Roh-Blowby-Gases in die Kartusche weist diese die mindestens eine Roh-Blowby-Gas-Eintrittsöffnung auf, die mit einem Fliehkraftabscheider der Ausgleichswelle in Verbindung steht. Eingetretenes Roh-Blowby-Gas gelangt somit zum Fliehkraftabscheider, wodurch im Gas enthaltende Partikel, insbesondere Öltröpfchen, durch Fliehkraftwirkung abgeschieden werden. Hierdurch wird aus dem Roh-Blowby-Gas Rein-Blowby-Gas, das mindestens einer Rein-Blowby-Gas-Austrittsöffnung der Ausgleichswelle zugeführt wird. Von hier aus kann das Rein-Blowby-Gas dem Ansaugtrakt und/oder dem Lader des Verbrennungsmotors zugeführt werden. Die Förderung des Blowby-Gases übernimmt eine Fördereinrichtung des Ausgleichswellenmoduls, wobei sich das Laufrad der Fördereinrichtung auf der Ausgleichswelle befindet, also auf ihr drehfest angeordnet ist und damit die gleiche Drehzahl wie die Ausgleichswelle aufweist. Die Drehung der Ausgleichswelle wird demgemäß für die Förderung des Blowby-Gases genutzt. Hierbei ist stets sicherzustellen, dass gegenüber den Druckverhältnissen im Innern des Kurbelgehäuses innerhalb der Ausgleichswelle ein Unterdruck herrscht, um den gewünschten Blowby-Gas-Strom zu erzeugen und aus der Rein-Blowby-Gas-Austrittsöffnung austreten zu lassen. Der Fliehkraftabscheider weist mindestens ein auf einem Ausgleichswellenelement der Ausgleichswelle angeordnetes Schleuderelement für das Abscheiden von Partikeln aus dem Roh-Blowby-Gas aufweist. Das Rohgas kommt mit dem Schleuderelement in Kontakt. Dabei setzen sich Partikel auf dem Schleuderelement ab und werden durch Fliehkraftwirkung radial nach außen befördert und auf diese Art und Weise gesammelt und in den Motor-Schmiermittelkreislauf zurückgeführt. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass das Schleuderelement eine Förderschnecke ist. Die Wand der Förderschnecke übt eine Doppelfunktion aus, indem sie einerseits als Schleuderelement dient und demzufolge insbesondere Öltröpfchen anlagert und radial abführt, wobei die Öltröpfchen schließlich als Ölfilm auf der Innenseite der Kartusche gesammelt werden und andererseits die Förderwirkung der Förderschnecke dazu führt, dass dieser Ölfilm in Richtung auf die Roh-Blowby-Gaseintrittsöffnung gefördert wird, sodass das gesammelte Öl dort austreten und zum Schmiermittelsumpf des Verbrennungsmotors geführt werden kann.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Fördereinrichtung eine Pumpe, insbesondere eine Seitenkanalpumpe ist. Wie bereits erwähnt, wird das Laufrad der Pumpe mittels der Ausgleichswelle angetrieben. Die feststehenden Teile der Pumpe, also das Pumpengehäuse, ist feststehend dazu ausgebildet und gehört insbesondere der Kartusche an.
Ferner ist es vorteilhaft, wenn der Fliehkraftabscheider ein Fliehkraftölabscheider ist. Das Roh-Blowby-Gas ist insbesondere mit feinsten Öltröpfchen versehen, die mittels des Fliehkraftölabscheiders weitestgehend abgeschieden werden, sodass aus dem belasteten Roh-Blowby-Gas gesäubertes Rein-Blowby-Gas wird. Die abgeschiedenen Öltröpfchen werden in den Ölkreislauf des Verbrennungsmotors zurückgeführt.
Ferner ist es vorteilhaft, wenn das Ausgangsende der Förderschnecke im Bereich der Roh-Blowby-Gas-Eintrittsöffnung liegt, um das abgeschiedene Öl in das Kurbelgehäuse zurückzuführen.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass innerhalb der Ausgleichswelle durch die Gasförderwirkung der Fördereinrichtung und entgegen der Gasförderwirkung des Fliehkraftabscheiders bei jeder Drehzahl der Ausgleichswelle ein Unterdruck gegenüber dem Gasdruck im Kurbelgehäuse des Verbrennungsmotors geschaffen ist. Die Fördereinrichtung sorgt demgemäß für eine Unterdruckerzeugung in der Ausgleichswelle, wobei der Fliehkraftabscheider nicht nur die Partikel aus dem Blowby-Gas abscheidet, sondern insbesondere aufgrund seiner Partikelförderwirkung, speziell dann, wenn eine Förderschnecke vorliegt, hierdurch auch eine Gasförderwirkung bewirkt wird, die allerdings entgegen der Gasförderwirkung der Fördereinrichtung wirkt. Die Anordnung muss daher stets so getroffen sein, dass die Gasförderwirkung der Fördereinrichtung gegenüber der Gasförderwirkung des Fliehkraftabscheiders überwiegt, um den gewünschten Unterdruck in der Ausgleichswelle zu schaffen, damit das Blowby-Gas im Kurbelgehäuse in das Innere der Ausgleichswelle strömt. Diese Unterdruckwirkung, die für die Gasförderung notwendig ist, muss bei jeder Drehzahl der Ausgleichswelle und demgemäß bei jeder Drehzahl des Verbrennungsmotors gewährleistet sein. Weist der Verbrennungsmotor eine höhere Drehzahl auf, so steigt demzufolge im Kurbelgehäuse der Druck des Blowby-Gases, da die Blowby-Gas-Menge ansteigt. Dementsprechend muss auch die Förderwirkung innerhalb der Ausgleichswelle erhöht werden, um ein Druckgefälle zwischen dem Gasdruck im Kurbelgehäuse und dem Gasdruck in der Ausgleichswelle zu schaffen.
Es ist vorteilhaft, wenn die Roh-Blowby-Gas-Eintrittsöffnung eine Radialöffnung ist. Vorzugsweise sind mehrere Eintrittsöffnung vorgesehen, die über den Umfang der Kartusche verteilt beabstandet zueinander angeordnet sind.
Die Rein-Blowby-Gas-Austrittsöffnung befindet sich an der Ausgleichswelle, vorzugweise am Ende des Ausgleichswellenelements, das insbesondere als Hohlwelle beziehungsweise als Ausgleichswellenrohr ausgebildet ist.
Es kann vorgesehen sein, dass die Förderschnecke zwei entgegengesetzt gewendelte Förderschneckenabschnitte besitzt, wobei den jeweiligen Ausgangsenden der Förderschneckenabschnitte jeweils mindestens eine Roh-Blowby-Gas-Eintrittsöffnung zugeordnet ist. Die Förderrichtung der beiden Förderschneckenabschnitte ist gegenläufig zueinander, das heißt abgeschiedene Partikel werden etwa von der Mitte der sich aus den beiden Förderschneckenabschnitten zusammensetzenden Förderschnecke entweder von dem einen Förderschneckenabschnitt in Richtung des einen Endes der Ausgleichswelle oder von dem anderen Förderschneckenabschnitt in Richtung des anderen Endes der Ausgleichswelle transportiert, um jeweils zu der zugeordneten Roh-Blowby-Gas-Eintrittsöffnung zu gelangen und dort auszutreten, das heißt, die jeweilige Roh-Blowby-Gas-Eintrittsöffnung bildet daher eine Partikelaustrittsöffnung für die abgeschiedenen Partikel.
Insbesondere ist vorgesehen, dass das durch die Roh-Blowby-Gas-Eintrittsöffnung eingetretene Rohgas entlang eines zwischen Kartusche und Ausgleichswellenelement gebildeten Kanals bis zum Eingangsabschnitt der Förderschnecke oder bis zu Eingangsabschnitten der Förderschneckenabschnitte strömt und dass das Ausgleichswellenelement im Bereich des Eingangsabschnitts oder der Eingangsabschnitte mindestens eine in das Innere des Ausgleichswellenelements führende Gasöffnung aufweist. Aufgrund dieser Gasführung wird ein möglichst intensiver Kontakt des Rohgases mit dem Fliehkraftabscheider sichergestellt, um eine möglichst effektive Gasreinigung vornehmen zu können. Das gereinigte Gas gelangt durch die in das Innere des Ausgleichswellenelements führende Gasöffnung in einen Axialkanal, vorzugsweise einen Zentralkanal, der koaxial zur Drehachse der Ausgleichswelle verläuft, um von dort aus über die Fördereinrichtung zur Rein-Blowby-Gas-Austrittsöffnung gefördert werden zu können.
Es ist vorteilhaft, wenn der Kanal im Bereich von die Förderschnecke auf dem Ausgleichswellenelement tragenden Abstandhaltern gebildet ist. Demzufolge handelt es sich um einen Ringkanal, dessen axiale Länge der Länge der Förderschnecke beziehungsweise der jeweiligen Förderschneckenabschnitte entspricht. Er ist zwischen der Mantelfläche des Ausgleichswellenelements, also des Ausgleichswellenrohrs und dem Schleuderelement des Fliehkraftabscheiders ausgebildet. Durch die Abstandshalter sind hinreichend Zwischenräume geschaffen, damit die Gasströmung und das Abscheiden der Partikel erfolgen können.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Fördereinrichtung ein Fördergehäuse aufweist, das der Kartusche zugeordnet ist und demzufolge im Betrieb stillsteht. Das Fördergehäuse der Fördereinrichtung, insbesondere Seitenkanalpumpe, besitzt an das auf der Ausgleichswelle angeordnete Laufrad abgestimmte Gaszuführ- und Gasabführräume.
Um das gereinigte Blowby-Gas aus dem Inneren der Ausgleichswelle in das Fördergehäuse zum Laufrad und von dort über das Fördergehäuse wieder in das Innere der Ausgleichswelle zu transportieren, ist die Eingangsseite des Fördergehäuses über mindestens eine das Ausgleichswellenelement radial durchsetzende Gasauslassöffnung mit dem Innern des Ausgleichswellenelements verbunden. Damit der Gasstrom von dem Laufrad wieder in das Innere der Ausgleichswelle eintreten kann, ist die Ausgangsseite des Fördergehäuses über mindestens eine das Ausgleichswellenelement radial durchsetzende Gaseinlassöffnung mit dem Innern des Ausgleichswellenelements verbunden. Vorzugsweise sind mehrere, zueinander beabstandete, umfänglich auf dem Ausgleichswellenelement angeordnete Gasauslassöffnungen sowie Gaseinlassöffnungen vorgesehen.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass das Innere der Ausgleichswelle zwischen der Gaseinlassöffnung und der Gasauslassöffnung einen Axialverschluss aufweist, damit die Fördereinrichtung nicht kurzgeschlossen wird, damit also zur Fördereinrichtung kein Bypass geschaffen ist.
Es ist vorteilhaft, wenn die Lager der Ausgleichswelle derart angeordnet sind, dass aus ihnen austretendes Lagerschmiermittel zu der Roh-Blowby-Gas-Eintrittsöffnung gelangt. Hierdurch wird auch Lagerschmiermittel, insbesondere Öl, in den Schmiermittelkreislauf des Verbrennungsmotors zurückgeführt.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht mindestens einen der Kartusche zugeordneten, zur Roh-Blowby-Gas-Eintrittsöffnung führenden Lagerschmiermittelkanal vor. Dieser Lagerschmiermittelkanal kann das Lager axial überbrücken. Hierdurch wird Lagerschmiermittel von der einen Lagerseite zur anderen Lagerseite gefördert, um zu der dort gelegenen Roh-Blowby-Gas-Eintrittsöffnung zu gelangen.
Schließlich ist es vorteilhaft, wenn die Rein-Blowby-Gas-Austrittsöffnung mit einem Saugrohr und/oder einem Lader des Verbrennungsmotors in Verbindung steht, um das Blowby-Gas dem Ansaugtrakt beziehungsweise Ladertrakt zuzuführen.
Die Zeichnungen veranschaulichen die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels, und zwar zeigt:

Figur 1: einen Längsschnitt durch ein Ausgleichswellenmodul und
Figur 2: eine Stirnansicht auf das Ausgleichswellenmodul der Figur 1 in Richtung des Pfeiles I der Figur 1, wobei eine bereichsweise aufgeschnittene Darstellung vorliegt.

Die Figuren 1 und 2 zeigen ein Ausgleichswellenmodul 1 für einen Verbrennungsmotor eines Kraftfahrzeugs oder dergleichen. Das Ausgleichswellenmodul 1 weist eine Ausgleichswelle 2 sowie eine bei sich drehender Ausgleichswelle 2 stillstehende Kartusche 3 auf. Die Ausgleichswelle 2 ist in der Kartusche 3 mittels Lagern 4, 5 und 6 drehbar gelagert. Die Ausgleichswelle 2 weist ein Ausgleichswellenelement 7 in Form eines Ausgleichswellenrohrs 8 auf, das demzufolge eine Hohlwelle 9 bildet. Exzentrisch zur Drehachse 10 der Ausgleichswelle 2 ist in ihrem Innern 11 ein Ausgleichsgewicht 12 angeordnet. Der Drehantrieb der Ausgleichswelle 2 erfolgt über ein drehfest mit ihr verbundenes Antriebszahnrad 13, das auf einem aus der Kartusche 3 herausragenden Hohlwellenstutzen 14 angeordnet ist. Das Ausgleichswellenrohr 8 besitzt einen zylindrischen Abschnitt 15, der in einen sich konisch erweiternden Abschnitt 16 übergeht Hieran schließt sich ein gegenüber dem zylindrischen Abschnitt 15 durchmessergrößerer zylindrischer Abschnitt 17 an, der in einen sich konisch verkleinernden Abschnitt 18 übergeht. Es folgt ein zylindrischer Abschnitt 19. Dieser weist den gleichen Durchmesser wie der zylindrische Abschnitt 15 auf. Es schließt sich ein konisch verkleinernder Abschnitt 20 an, dem ein zylindrischer Abschnitt folgt, der in einen im Durchmesser etwas geringeren zylindrischen Abschnitt 22 übergeht, an den sich ein im Durchmesser noch geringerer zylindrischer Abschnitt 23 anschließt, der den Hohlwellenstutzen 14 bildet. Die Kartusche 3 ist rohrförmig gestaltet und besitzt einen zylindrischen Abschnitt 24, der an einem Ende in einen durchmesserkleineren zylindrischen Abschnitt 25 übergeht und dessen anderer Endbereich 26 mittels des Lagers 6 axial geschlossen ist. Für die Montage ist im Bereich dieses Stirnendes 27 eine Montagelasche 28 vorgesehen, die eine Befestigungsöffnung 29 für ein Befestigungselement, beispielsweise eine Gewindeschraube, aufweist.
Der zylindrische Abschnitt 15 des Ausgleichswellenrohrs 8 ist mittels eines Verschlusselements 30 abgedichtet. In der Übergangszone vom zylindrischen Abschnitt 21 zum zylindrischen Abschnitt 22 ist ein Axialverschluss 31 angeordnet. Das Lager 4 befindet sich im Bereich des zylindrischen Abschnitts 15; das Lager 5 ist im Bereich des zylindrischen Abschnitts 19 und das Lager 6 in einem an den zylindrischen Abschnitt 23 angrenzenden Bereich des zylindrischen Abschnitts 22 angeordnet. Im Bereich des konischen Abschnitts 16 weist die Kartusche 3 mehrere, über den Umfang verteilt angeordnete, voneinander umfänglich beabstandete Roh-Blowby-Gas-Eintrittsöffnungen 32 auf. Im Bereich des zylindrischen Abschnitts 17, und zwar angrenzend an den konischen Abschnitt 18, weist die Kartusche 3 mehrere, beabstandet zueinander angeordnete, umfängliche Roh-Blowby-Gas-Eintrittsöffnungen 33 auf. Der Einfachheit halber wird nachstehend nur noch von Eintrittsöffnungen 32 und 33 gesprochen. Das dem Hohlwellen-stutzen 14 zugeordnete Ende des Ausgleichswellenrohrs 8 ist axial offen ausgebildet, sodass dort eine Rein-Blowby-Gas-Austrittsöffnung 34 gebildet ist, die nachstehend der Einfachheit halber aus Austrittsöffnung 34 bezeichnet wird. Der Übergangszone von zylindrischem Abschnitt 21 und zylindrischem Abschnitt 22 ist eine Fördereinrichtung 35 zugeordnet, die ein drehfest mit dem Ausgleichswellenrohr 8 verbundenes Laufrad 36 aufweist und ein stillstehendes, der Kartusche 3 zugeordnetes Fördergehäuse 37 besitzt, das sich auf beiden Seiten des Laufrads 36 erstreckt. Im Bereich des konischen Abschnitts 16, des zylindrischen Abschnitts 17 und des konischen Abschnitts 18 ist im Innern 11 des Ausgleichswellenrohrs 8 das exzentrische Ausgleichsgewicht 12 angeordnet. Auf der Außenseite des zylindrischen Abschnitts 17 des Ausgleichswellenrohrs 8 befindet sich ein Fliehkraftabscheider 38, der als Fliehkraftölabscheider 39 ausgebildet ist und ein Schleuderelement 40 in Form einer Förderschnecke 41 aufweist, die von zwei entgegengesetzt gewendelten Förderschneckenabschnitten 42 und 43 gebildet ist. Die Wendel 44 der Förderschnecke 41 ist über die gesamte Länge des Fliehkraftabscheiders 38 in gleicher Richtung geneigt ausgebildet, obwohl die beiden Förderschneckenabschnitte 42 und 43 unterschiedliche Förderrichtungen, nämlich entgegengesetzt zueinander weisende Förderrichtungen aufweisen, um dieses Element in einer Form herstellen zu können, sodass eine problemlose Entformung möglich ist. Die beiden Förderschneckenabschnitte 42 und 43 weisen jeweils einen Eingangsabschnitt 45 und 46 auf, wobei diese beiden Eingangsabschnitte 45 und 46 etwa mittig bezüglich der Längserstreckung des zylindrischen Abschnitts 17 liegen. Ferner besitzen die beiden Förderschneckenabschnitte 42 und 43 jeweils ein Ausgangsende 47 und 48, wobei das Ausgangsende 47 der Eintrittsöffnung 32 und das Austrittsende 48 der Eintrittsöffnung 33 zugeordnet ist. Die Förderschnecke 41 ist mittels Abstandshaltern 49 an der äußeren Mantelfläche des zylindrischen Abschnitts 17 drehfest befestigt, sodass zwischen Wendel 44 und Außenseite des Ausgleichswellenrohrs 8 ein ringförmiger Kanal 50 ausgebildet wird, der sich über die gesamte Länge der Förderschnecke 41 erstreckt und kommunizierend mit den Eintrittsöffnungen 32 und 33 in Verbindung steht sowie mit Gasöffnungen 51' kommuniziert, die dem mittleren Bereich der Förderschnecke 41 zugeordnet sind, das Ausgleichswellenrohr 8 durchsetzen und damit eine Verbindung vom Kanal 50 in das Innere 11 des Ausgleichswellenrohrs 8 herstellen. Die Wendel 44 weist einen Außendurchmesser auf, der geringfügig kleiner ist als der freie Innenraum der Kartusche im Bereich ihres zylindrischen Abschnitts 24, sodass dort zur Wendel 44 nur ein sehr geringes Spiel vorliegt.
Die in Richtung auf die Fördereinrichtung 35 weisende Seite des Lagers 5 steht einer drehfest auf dem Ausgleichswellenrohr 8 befestigten Schleuderscheibe 51 gegenüber, wobei gegenüber Schleuderscheibe 51 und dem Lager 5 ein geringer Spalt 52 ausgebildet ist. Der zylindrische Abschnitt 21 wird von mehreren, umfänglich beabstandet zueinander liegenden Gasauslassöffnungen 53 durchsetzt. Entsprechend ausgebildete und gelegene Gaseinlassöffnungen 54 befinden sich im Bereich des zylindrischen Abschnitts 22, wobei die Gasauslassöffnungen 53 und die Gaseinlassöffnungen 54 das Ausgleichswellenrohr 8 durchsetzen. Die Gasauslassöffnungen 53 führen in das Innere des Fördergehäuses 37 der Fördereinrichtung 35. Die Gasauslassöffnungen 54 führen vom Inneren des Fördergehäuses 37 in das Innere 11 der Hohlwelle 9. Die Anordnung ist derart getroffen, dass die Gasauslassöffnungen 53 auf der einen Seite des Axialverschlusses 31 und die Gaseinlassöffnungen 54 auf der anderen Seite des Axialverschlusses 31 liegen. Das Lager 5 wird von mehreren, umfänglich verteilt angeordneten Schmiermittelkanälen 55 durchsetzt, die den Spalt 52 mit den Eintrittsöffnungen 33 verbinden. Außerhalb der Kartusche 3 befindet sich das Innere eines Kurbelgehäuses 56 eines nicht dargestellten Verbrennungsmotors, das heißt, das Ausgleichswellenmodul 1 wird im Innern des Kurbelgehäuses 56 angeordnet. Die Austrittsöffnung 34 führt zu einem nicht dargestellten Ansaugtrakt oder einem nicht dargestellten Lader des Verbrennungsmotors.
Es ergibt sich folgende Funktion: Der nicht dargestellte Verbrennungsmotor des Kraftfahrzeugs treibt über das Antriebszahnrad 13 die Ausgleichswelle 2 an, die sich entsprechend der Drehzahl des Verbrennungsmotors dreht und von den Lagern 4, 5 und 6, die sich innerhalb der Kartusche 3 befinden, gelagert ist. Aufgrund dieser Drehbewegung der Ausgleichswelle 2 wird das Laufrad 36 der eine Seitenkanalpumpe 57 bildenden Fördereinrichtung 35 gedreht, wodurch im Innern 11 des Ausgleichswellenrohrs 8 ein Unterdruck entsteht, der ein Druckgefälle zum Innern des Kurbelgehäuses 56 darstellt. Hierdurch wird an den Kolbenringen vorbei entweichendes Roh-Blowby-Gas aus den Zylindern des Verbrennungsmotors über die Eintrittsöffnungen 32 und 33 angesaugt. Das Blowby-Gas tritt in den ringförmigen Kanal 50 ein und gelangt auf diese Art und Weise zum Schleuderelement 40, das von der Förderschnecke 41 gebildet ist. Da die Förderschnecke 41 von zwei entgegengesetzt gewendelten Förderschneckenabschnitten 42 und 43 gebildet wird, werden aus dem Roh-Blowby-Gas abgeschiedene, sich auf dem Schleuderelement 40 befindliche Partikel, insbesondere Öltröpfchen, radial nach außen transportiert und treffen dabei auf die Innenmantelfläche des zylindrischen Abschnitts 24 der Kartusche 3 auf und werden aufgrund der Förderwirkung der beiden Förderschneckenabschnitte 42 und 43 in Richtung auf die Eintrittsöffnungen 32 und 33 als ständig wachsende Tropfen beziehungsweise ein sich aufbauender Schmiermittelfilm, insbesondere Ölfilm, transportiert. Schließlich tritt der so gebildete Schmiermittelfilm beziehungsweise Ölfilm aus den Eintrittsöffnungen 32 und 33 aus, die demzufolge Partikelaustrittsöffnungen 58 und 59 bilden.
Das durch den Fliehkraftabscheider 38 gereinigte Roh-Blowby-Gas tritt nunmehr als Rein-Blowby-Gas durch die Gasöffnungen 51' in das Innere 11 des Ausgleichswellen-rohrs 8 im zylindrischen Abschnitt 17 ein und gelangt aufgrund der Sogwirkung der Seitenkanatpumpe 57 zu den Gasauslassöffnungen 53. Der Gasstrom velässt somit das Innere 11 des Ausgleichswellenrohrs 8 radial und gelangt über die eine Seite des Fördergehäuses 37 zum Laufrad 36 und von dort zur anderen Seite des Fördergehäuses 37 und tritt dann radial nach innen durch die Gaseinlassöffnungen 54 wieder in das Innere 11 des Ausgleichswellenrohrs 8 ein und strömt schließlich zur Austrittsöffnung 34 und gelangt auf diese Art und Weise in gereinigter Form zum Ansaugtrakt des Verbrennungsmotors beziehungsweise zu einem oder mehreren sich dort befindlichen Ladern.
Schmiermittel, das aus dem Lager 4 austritt, wird aufgrund der Sogwirkung des in die Eintrittsöffnungen 32 eintretenden Roh-Blowby-Gases angesaugt und gelangt auf den konischen Abschnitt 16 und von dort zu den Eintrittsöffnungen 32. Mithin vereinigt sich dieses austretende Lagerschmiermittel mit dem Ölfilm, der vom Fliehkraftabscheider 38 kommt. Aus dem Lager 5 austretendes Lagerschmiermittel gelangt entweder über zwischen Lager 5 und den konischen Abschnitt 18 gebildeten Ringspalt direkt zu den Eintrittsöffnungen 33 oder -auf der,anderen Seite des Lagers 5- zum Spalt 52 und tritt daher in Kontakt mit der Schleuderscheibe 51, die einen Radialtransport vornimmt, sodass das Lagerschmiermittel, insbesondere als Lagerschmiermittelfilm, durch die Schmiermittelkanäle 55 geleitet und bis zu den Eintrittsöffnungen 33 geführt wird, sodass auch hier eine Vereinigung mit dem Schmiermittel erfolgt, das von dem Fliehkraftabscheider 38 gefördert wird.
Aus alledem wird deutlich, dass aus dem Blowby-Gas ausgeschiedene Partikel, insbesondere ausgeschiedenes Öl, in das Innere des Kurbelgehäuses 36 zurückgeführt und dass das gereinigte Blowby-Gas dem Verbrennungsmotor wieder zugeführt wird.
Aufgrund dieser Gasrückführung, die nur einen sehr geringen Platzbedarf einnimmt, da das Ausgleichswellenmodul gegenüber keine Gasförderung vornehmenden, bekannten Ausgleichswellen nur geringfügig im Durchmesser größer gestaltet ist. Ferner erfolgt die Gasrückführung in einer Zone des Motors, die eine hohe Temperatur aufweist, sodass Vereisungserscheinungen usw. nicht zu befürchten sind. Ferner besitzt die geschilderte Konstruktion eine sehr geringe Masse, da kaum zusätzliche Bauteile verwendet werden müssen.

BEZUGSZEICHENLISTE

1: Ausgleichswellenmodul
2: Ausgleichswelle
3: Kartusche
4: Lager
5: Lager
6: Lager
7: Ausgleichswellenelement
8: Ausgleichswellenrohr
9: Hohlwelle
10: Drehachse
11: Innere
12: Ausgleichsgewicht
13: Antriebszahnrad
14: Hohlwellenstutzen
15: zylindrischer Abschnitt
16: konischer Abschnitt
17: zylindrischer Abschnitt
18: konischer Abschnitt
19: zylindrischer Abschnitt
20: konischer Abschnitt
21: zylindrischer Abschnitt
22: zylindrischer Abschnitt
23: zylindrischer Abschnitt
24: zylindrischer Abschnitt
25: zylindrischer Abschnitt
26: Endbereich
27: Stirnende
28: Montagelasche
29: Befestigungsöffnung
30: Verschlusselement
31: Axialverschluss
32: Roh-Blowby-Gas-Eintrittsöffnung
33: Roh-Blowby-Gas-Eintrittsöffnung
34: Rein-Blowby-Gas-Austrittsöffnung
35: Fördereinrichtung
36: Laufrad
37: Fördergehäuse
38: Fliehkraftabscheider
39: Fliehkraftölabscheider
40: Schleuderelement
41: Förderschnecke
42: Förderschneckenabschnitt
43: Förderschneckenabschnitt
44: Wendel
45: Eingangsabschnitt
46: Eingangsabschnitt
47: Ausgangsende
48: Ausgangsende
49: Abstandshalter
50: Kanal
51: Schleuderscheibe
51': Gasöffnungen
52: Spalt
53: Gasauslassöffnungen
54: Gaseinlassöffnungen
55: Schmiermittelkanal
56: Kurbelgehäuse
57: Seitenkanalpumpe
58: Partikelaustrittsöffnungen
59: Partikelaustrittsöffnungen

Claims

Ausgleichswellenmodul (1) eines Verbrennungsmotors eines Kraftfahrzeugs oder dergleichen, mit einer Ausgleichswelle (2) und einer die Ausgleichswelle (2) zumindest bereichsweise aufnehmenden und mittels Lagern (4,5,6) haltenden Kartusche (3), wobei die Kartusche (3) mindestens eine Roh-Blowby-Gas-Eintrittsöffnung (32,33) aufweist, die mit einem Fliehkraftabscheider (38) der Ausgleichswelle (2) in Verbindung steht und mit einer eine Förderung des Blowby-Gases im Innern der Ausgleichswelle (2) vornehmenden Fördereinrichtung (35), deren Laufrad (36) auf der Ausgleichswelle (2) angeordnet ist, die stromabwärts der Fördereinrichtung (35) mindestens eine Rein-Blowby-Gas-Austrittsöffnung (34) aufweist, wobei der Fliehkraftabscheider (38) mindestens ein auf einem Ausgleichswellenelement (7) der Ausgleichswelle (2) angeordnetes Schleuderelement (40) für das Abscheiden von Partikeln aus dem Roh-Blowby-Gas aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das Schleuderelement (40) eine Förderschnecke (41) ist.
Ausgleichswellenmodul nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Fördereinrichtung (35) eine Pumpe, insbesondere eine Seitenkanalpumpe (57), ist.
Ausgleichswellenmodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Fliehkraftabscheider (38) ein Fliehkraftölabscheider (39) ist.
Ausgleichswellenmodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausgleichswellenelement (7) eine Hohlwelle (9) beziehungsweise ein Ausgleichswellenrohr (8) ist.
Ausgleichswellenmodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausgangsende (47,48) der Förderschnecke (41) im Bereich der Roh-Blowby-Gas-Eintrittsöffnung (32,33) liegt.
Ausgleichswellenmodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb der Ausgleichswelle (2) durch die Gasförderwirkung der Fördereinrichtung (35) und entgegen der Gasförderwirkung des Fliehkraftabscheiders (38) bei jeder Drehzahl der Ausgleichswelle (2) ein Unterdruck gegenüber dem Gasdruck im Kurbelgehäuse (56) des Verbrennungsmotors geschaffen ist.
Ausgleichswellenmodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Roh-Blowby-Gas-Eintrittsöffnung (32,33) eine Radialöffnung ist.
Ausgleichswellenmodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Rein-Blowby-Gas-Austrittsöffnung (34) eine Axialöffnung ist.
Ausgleichswellenmodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Förderschnecke (41) zwei entgegengesetzt gewendelte Förderschneckenabschnitte (42,43) besitzt, wobei den jeweiligen Ausgangsenden (47,48) der Förderschneckenabschnitte (42,43) jeweils mindestens eine Roh-Blowby-Gas-Eintrittsöffnung (32,33) zugeordnet ist.
Ausgleichswellenmodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das durch die Roh-Blowby-Gas-Eintrittsöffnung (32,33) eingetretene Rohgas entlang eines zwischen Förderschnecke (41) und Ausgleichswellenelement (7) gebildeten Kanals (50) zumindest teilweise bis zum Eingangsabschnitt (45,46) der Förderschnecke (41) oder bis zu Eingangsabschnitten (45,46) der Förderschneckenabschnitte (42,43) strömt und dass das Ausgleichswellenelement (7) im Bereich des Eingangsabschnitts (45,46) oder der Eingangsabschnitte (45,46) mindestens eine in das Innere (11) des Ausgleichswellenelements (7) führende Gasöffnung (51') aufweist.
Ausgleichswellenmodul nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Kanal (50) im Bereich von mindestens einem die Förderschnecke (41) auf dem Ausgleichswellenelement (7) tragenden Abstandshalter (49) gebildet ist.
Ausgleichswellenmodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Fördereinrichtung (35) ein Fördergehäuse (37) aufweist, das der Kartusche (3) zugeordnet ist.
Ausgleichswellenmodul nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Eingangsseite des Fördergehäuses (37) über mindestens eine das Ausgleichswellenelement (7) radial durchsetzende Gasauslassöffnung (53) mit dem Innern (11) des Ausgleichswellenelements (7) verbunden ist.
Ausgleichswellenmodul nach einem der Ansprüche 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgangsseite des Fördergehäuses (37) über mindestens eine das Ausgleichswellenelement (7) radial durchsetzende Gaseinlassöffnung (54) mit dem Innern (11) des Ausgleichswellenelements (7) verbunden ist.
Ausgleichswellenmodul nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Innere (11) der Ausgleichswelle (2) zwischen der Gasauslassöffnung (53) und der Gaseinlassöffnung (54) einen Axialverschluss (31) aufweist.
Ausgleichswellenmodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lager (4,5,6) der Ausgleichswelle (2) derart angeordnet sind, dass aus ihnen austretendes Lagerschmiermittel zu der Roh-Blowby-Gas-Eintrittsöffnung (32,33) oder den Roh-Blowby-Gas-Eintrittsöffnungen (32,33) gelangt.
Ausgleichswellenmodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch mindestens einen der Kartusche (3) zugeordneten, zur Roh-Blowby-Gas-Eintrittsöffnung (32,33) führenden Lagerschmiermittelkanal (55).
Ausgleichswellenmodul nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Lagerschmiermittelkanal (55) das Lager (4,5,6) axial überbrückt.
Ausgleichswellenmodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Roh-Blowby-Gas-Eintrittsöffnung (32,33) eine Partikelaustrittsöffnung (58,59) für abgeschiedene Partikel ist.
Ausgleichswellenmodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Rein-Blowby-Gas-Austrittsöffnung (34) mit einem Saugrohr und/oder einem Lader des Verbrennungsmotors in Verbindung steht.