EP2167235B1

EP2167235B1 - Brennkraftmaschine mit einem abscheider zum abscheiden von ölnebel aus dem kurbelgehäuseentlüftungsgas

Info

Publication number: EP2167235B1
Application number: EP08784739A
Authority: EP
Inventors: Dieter Baumann; Christian Vinkelau; Guido Schlamann
Original assignee: Ing Walter Hengst GmbH and Co KG
Current assignee: Ing Walter Hengst GmbH and Co KG
Priority date: 2007-07-13
Filing date: 2008-07-11
Publication date: 2012-12-19
Anticipated expiration: 2028-07-11
Also published as: WO2009010248A3; EP2167235A2; DE102007054922A1; US8714132B2; US20100180854A1; DE202007009913U1; WO2009010248A2

Description

Die Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine, insbesondere eines Kraftfahrzeuges, mit einem Abscheider zum Abscheiden von Ölnebel aus dem Kurbelgehäuseentlüftungsgas der Brennkraftmaschine, mit einem Gasreinigungsraum, in dem ein drehbar gelagerter Zentrifugalrotor angeordnet ist, wobei der Gasreinigungsraum einen Rohgaseinlass, einen Reingasauslass und einen Ölauslass aufweist, wobei durch den Rohgaseinlass das Kurbelgehäuseentlüftungsgas in einen radial inneren Bereich des Zentrifugalrotors einleitbar ist, wobei durch den Reingasauslass von Ölnebel befreites Reingas aus dem Gasreinigungsraum abführbar ist, wobei durch den Ölauslass aus dem Gas abgeschiedenes Öl aus dem Gasreinigungsraum abführbar ist, und mit einem Drehantrieb für den Zentrifugalrotor, wobei der Drehantrieb in einem von dem Gasreinigungsraum getrennten Antriebsraum des Abscheiders angeordnet und mit unter Druck stehendem Schmieröl der Brennkraftmaschine betreibbar ist und über eine vom Antriebsraum in den Gasreinigungsraum verlaufende Welle mit dem Zentrifugalrotor verbunden ist, wobei der Drehantrieb durch mindestens eine mit der Welle verbundene, mit dem unter Druck stehenden Schmieröl der Brennkraftmaschine beschickbare Rückstoßdüse gebildet ist, wobei ein Grundkörper, der die Trennung zwischen dem Gasreinigungsraum und dem Antriebsraum bildet, sich zumindest mit einem eine Lageraufnahme für ein von dem Zentrifugalrotor entfernt liegendes Lager der Welle aufweisenden Körperteil in den Antriebsraum hinein erstreckt und wobei an der Brennkraftmaschine ein Montageflansch vorgesehen ist, an dem der Abscheider oder ein den Abscheider aufweisendes Funktionsmodul unter Herstellung von Strömungsverbindungen anbringbar ist.
Aus WO 2007/073 320 A ist eine Brennkraftmaschine mit einem Abscheider der eingangs genannten Art bekannt. Der Rotor dieses Abscheiders ist bevorzugt drehbar in einem eigenen Rahmen gelagert, der in ein Gehäuse eingesetzt und darin befestigt werden kann. Das Gehäuse ist über einer korrespondierenden Öffnung auf einer Ventilhaube der Brennkraftmaschine montiert. Nachteilig benötigt dabei der Abscheider einen relativ großen Einbauraum.
Für die vorliegende Erfindung stellt sich deshalb die Aufgabe, eine Brennkraftmaschine mit einem Abscheider der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der der Abscheider einen kleineren Einbauraum benötigt.
Die Lösung der Aufgabe gelingt mit einer Brennkraftmaschine mit einem Abscheider der eingangs genannten Art, die dadurch gekennzeichnet ist, dass der Antriebsraum innerhalb der Brennkraftmaschine unter oder hinter dem Montageflansch liegt.
Mit der Erfindung wird vorteilhaft eine sehr platzsparende Unterbringung des Abscheiders erreicht. Auf diese Weise wird der von dem Abscheider außerhalb der Brennkraftmaschine benötigte Raum besonders klein gehalten, was eine sehr kompakte Bauweise ergibt. Der in der Brennkraftmaschine liegende Antriebsraum kann beispielsweise in einem Motorblock oder einem Zylinderkopf oder einer Zylinderkopfhaube der Brennkraftmaschine angeordnet sein.
Bevorzugt ist dabei vorgesehen, dass der Grundkörper und ein Deckel des Abscheiders gemeinsam oder einzeln an dem Montageflansch anbringbar sind. Die gemeinsame Anbringung ist insbesondere für eine Erstmontage bei der Fertigung der Brennkraftmaschine vorteilhaft; eine Einzelanbringung ist für spätere Wartungs - und Reparaturarbeiten zweckmäßig, wenn nur der Deckel für sich entfernt werden soll, um Zugang zum Zentrifugalrotor zu bekommen.
Weiter schlägt die Erfindung vor, dass ein erstes Lager der Welle in dem Grundkörper und ein zweites Lager der Welle in dem in der Brennkraftmaschine liegenden Antriebsraum angeordnet ist. In dieser Ausgestaltung wird ein großer Abstand der Lager voneinander ermöglicht, was die auf die Welle einwirkenden Kräfte quer zu deren Längsrichtung vorteilhaft klein hält und wodurch auch die Belastung der Lager gering gehalten wird. Dies trägt zu einer besonders langen wartungsfreien Lebensdauer der Lager und damit des Abscheiders insgesamt bei.
In einer Weiterbildung ist dabei vorgesehen, dass das zweite, in dem in der Brennkraftmaschine liegenden Antriebsraum angeordnete Lager der Welle in dem als Teil des Grundkörpers ausgebildeten, sich in den Antriebsraum hinein erstreckenden Körperteil mit der Lageraufnahme liegt. Diese Ausführung hat insbesondere den Vorteil, dass beide Lageraufnahmen für die Lager des Zentrifugalrotors sich in einem Bauteil, nämlich in dem Grundkörper, befinden, wodurch Fluchtungsfehler bei der Ausrichtung der Lager leicht vermieden werden können. Die sich in den Antriebsraum hinein erstreckenden Lageraufnahme kann mit dem übrigen Grundkörper einstückig ausgeführt oder fest verbunden sein.
Um eine möglichst einfache Führung des unter Druck stehenden Schmieröls in die Welle zu erzielen, schlägt eine Ausgestaltung der Erfindung vor, dass die Welle über einen Teil ihrer Länge hohl ist und einen Ölkanal bildet, dass über eine Drehdurchführung das unter Druck stehende Schmieröl in den Ölkanal einleitbar ist, dass durch den Ölkanal und je Rückstoßdüse einen vom Ölkanal abgehenden Zweigkanal das Schmieröl der mindestens einen Rückstoßdüse zuführbar ist und dass ein die Druckölzuführung bildender Ölkanal für das unter Druck stehende Schmieröl innerhalb der Brennkraftmaschine an dem zweiten Lager in den Ölkanal in der Welle führt, vorzugsweise in Axialrichtung. Diese Art der Drehdurchführung ist technisch sehr einfach, was die Konstruktion vorteilhaft kostengünstig hält. Zugleich wird eine zuverlässige, ohne besondere zusätzliche Maßnahmen gewährleistete gute Schmierung zumindest des zweiten Lagers erzielt.
Um eine Funktionsbeeinträchtigung und Verschleiß im und am Abscheider durch im unter Druck stehenden Schmieröl enthaltene Schmutzpartikel zu vermeiden, wird zweckmäßig das unter Druck stehende Schmieröl für den Drehantrieb das Zentrifugalrotors von einer Reinseite eines Schmierölkreislaufs der Brennkraftmaschine abgezweigt, also insbesondere in Ölströmungsrichtung gesehen hinter einem Ölfilter der Brennkraftmaschine.
Alternativ kann das unter Druck stehende Schmieröl für den Drehantrieb das Zentrifugalrotors von einer Rohseite eines Schmierölkreislaufs der Brennkraftmaschine abgezweigt werden, also insbesondere in Ölströmungsrichtung gesehen zwischen einer Ölpumpe und einem Ölfilter der Brennkraftmaschine. Diese Ausführung hat den spezifischen Vorteil, dass das Schmieröl hier seinen maximalen Druck hat und somit eine maximale Antriebsleistung für den Zentrifugalrotor bietet.
Um externe Kanäle, zum Beispiel in Form von Rohrleitungen oder Schläuchen, möglichst zu vermeiden, da sie zusätzlichen Herstellungs- und Montageaufwand erfordern, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass der Rohgaseinlass durch den Grundkörper verläuft, wobei in dem Grundkörper ein in dessen Umfangsrichtung umlaufender Rohgaskanal angeordnet ist, von dem in Umfangsrichtung voneinander beabstandet mehrere Durchlassöffnungen in den Gasreinigungsraum führen, und dass ein einen Teil des Rohgaseinlasses bildender maschinenseitiger Rohgaskanal innerhalb der Brennkraftmaschine in den Montageflansch und dort in den umlaufenden Rohgaskanal oder unmittelbar in die Durchlassöffnungen in der Grundplatte führt.
Aus dem gleichen Grund ist bevorzugt in einem oberseitigen Bereich des Grundkörpers radial außen von dem Zentrifugalrotor eine ringförmig umlaufende Ölsammelrinne vorgesehen ist, von welcher ein den Ölauslass bildender Ölrückführkanal abgeht, und der Ölauslass durch den Montageflansch in die Brennkraftmaschine geführt, so dass auch hier keine externe Leitung gefertigt und angeschlossen werden muss.
Ebenfalls aus dem vorgenannten Grund ist schließlich erfindungsgemäß innerhalb der Brennkraftmaschine ein das aus der mindestens einen Rückstoßdüse austretende Schmieröl aus dem Antriebsraum abführender druckloser Ölableitungskanal vorgesehen.
Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand einer Zeichnung erläutert. Die Figuren der Zeichnung zeigen:

Figur 1: eine Brennkraftmaschine mit einem Abscheider mit einem sich in einen Antriebsraum innerhalb der Brennkraftmaschine erstreckenden Grundkörper, in einem ersten Längsschnitt,
Figur 2: den Abscheider aus Figur 1 in einem zweiten, gegenüber Figur 1 um 90° verdrehten Längsschnitt,
Figur 3: den Grundkörper aus Figur 1 und 2 als Einzelteil in einer perspektivischen Ansicht
Figur 4: den drehbaren Teil des Abscheiders mit Welle, Zentrifugalabscheider und Drehantrieb, in Seitenansicht,
Figur 5: den Grundkörper in einer weiteren Ausführung mit zwei Lagern, im Längsschnitt
Figur 6: den Grundkörper in einer geänderten Ausführung mit zwei Lagern, im Längsschnitt
Figur 7: den Grundkörper in einer weiteren Ausführung mit dem Zentrifugalrotor, mit einem Düsenträger und mit einem Ölleitring, in Seitenansicht,
Figur 8: den Grundkörper und den Düsenträger aus Figur 7 in Unteransicht, teils im Querschnitt, und
Figur 9: den Grundkörper in einer weiteren Ausführung mit dem sich in den Antriebsraum erstreckenden Körperteil und mit zwei Lagern, im Längsschnitt.

Figur 1 der Zeichnung zeigt einen ersten Abscheider 1 in einem Längsschnitt, der in einer im Wesentlichen vertikalen Ebene verläuft, wobei der Abscheider 1 an eine hier nur zu einem sehr kleinen Teil ebenfalls geschnitten dargestellte Brennkraftmaschine 7 angeflanscht ist.
Der Abscheider 1 umfasst in seinem oberen Bereich einen Gasreinigungsraum 11 und in seinem unteren Bereich einen Antriebsraum 12. Der Gasreinigungsraum 11 und der Antriebsraum 12 sind durch eine Grundplatte 4 voneinander getrennt. Der Gasreinigungsraum 11 wird nach außen durch einen Deckel 5 begrenzt, der auf die Oberseite 40 der Grundplatte 4 dichtend aufgesetzt ist.
Der unter der Grundplatte 4 liegende Antriebsraum 12 liegt innerhalb der Brennkraftmaschine 7 und wird durch diese seitlich und nach unten begrenzt.
Durch die Grundplatte 4 verläuft eine drehbare Welle 3, die in einem oberen Lager 33.1, hier ein Wälzlager, und in einem unteren Lager 33.2, hier ein Gleitlager, gelagert ist.
Auf einem oberen Teil der Welle 3, der im Gasreinigungsraum 11 liegt, ist ein Zentrifugalrotor 2 angebracht, der aus einer Vielzahl von übereinander angeordneten Tellern 20 gebildet ist, die jeweils die Form eines Kegelstumpfmantels haben. Die Teller 20 sind mittels am Außenumfang der Welle 3 vorgesehener, in Umfangsrichtung voneinander beabstandeter Rippen verdrehfest positioniert. Außerdem greifen die einzelnen Teller 20 formschlüssig ineinander, wodurch die Teller 20 auch untereinander gegen Verdrehung gesichert sind.
Unter dem Stapel aus den Tellern 20 ist ein Stapeluntersatz 21 angeordnet. Am oberen Ende des Stapels aus den Tellern 20 ist ein Stapelaufsatz 22 angeordnet. Der Stapeluntersatz 21 ist an der Welle 3 in Axialrichtung nach unten hin abgestützt. Der oben angeordnete Stapelaufsatz 22 wird durch eine Schraubenfeder 23 mit einer nach unten hin, d.h. zum Stapeluntersatz 21 hin, wirkenden Vorbelastungskraft beaufschlagt. Die Schraubenfeder 23 ist dabei auf dem oberen Ende der Welle 3 angeordnet und umgibt diese. Das obere Ende der Feder 23 ist an einem mit der Welle 3 verbundenen Ring abgestützt, während das untere Ende der Feder 23 auf die Oberseite des Stapelaufsatzes 22 drückt. Hierdurch werden der Stapelaufsatz 22 und der Stapeluntersatz 21 unter Zwischenlage der Teller 20 gegeneinander gedrückt, wodurch eine zusätzlich Stabilisierung des Zentrifugalrotors 2 erfolgt.
Mit dem unteren Teil der Welle 3, der im Antriebsraum 12 unterhalb der Grundplatte 4 liegt, ist ein Drehantrieb verbunden, der zur Erzeugung einer Drehung des Zentrifugalrotors 2 dient. Der Drehantrieb besteht hier aus zwei Rückstoßdüsen, von denen in dem Schnitt gemäß Figur 1 nur die Rückstoßdüse 38.1 sichtbar ist. Die Rückstoßdüse 38.1 und die zweite, vor der Schnittebene liegende Rückstoßdüse sind an einem in seiner Grundform kegelmantelförmigen Düsenträger 36 angebracht, der mit dem unteren Teil der Welle 3 verdrehfest verbunden ist.
Zum Antreiben des Zentrifugalrotors 2 wird unter Druck stehendes Schmieröl der zugehörigen Brennkraftmaschine 7 verwendet, das mittels einer Drehdurchführung 35 in das hohle, einen Ölkanal 34 bildende Innere der Welle 3 eingeleitet wird. An seinem oberen Ende steht der Ölkanal 34 mit zwei Zweigkanälen in Verbindung, die zur Rückstoßdüse 38.1 und zur anderen, nicht sichtbaren Rückstoßdüse führen. Sobald unter Druck stehendes Schmieröl zugeführt wird, erfolgt ein Antrieb des Zentrifugalrotors 2 nach dem Rückstoßprinzip. Auf diese Weise wird die Welle 3 mit dem Zentrifugalrotor 2 um die Drehachse 30 in schnelle Rotation versetzt.
Das aus den Rückstoßdüsen austretende Schmieröl fließt drucklos in den Antriebsraum 12 und aus diesem vorzugsweise in eine Ölwanne der zugehörigen Brennkraftmaschine 7 ab.
Ein mit Ölnebel befrachtetes Kurbelgehäuseentlüftungsgas wird durch einen Rohgaseinlass 61 dem Abscheider 1 zugeführt. Mittels einer oder mehrerer hier verdeckter Durchlassöffnungen gelangt das Kurbelgehäuseentlüftungsgas in einen radial innen vom Zentrifugalrotor 2 und unter diesem liegenden Bereich des Gasreinigungsraums 11. Über einen Ringbereich 42 in der Oberseite 40 der Grundplatte 4 verteilt sich das einströmende Kurbelgehäuseentlüftungsgas gleichmäßig in Umfangsrichtung und strömt von dort nach oben in das Innere des Zentrifugalrotors 2. Dazu besitzen die Teller 20 des Zentrifugalrotors 2 in an sich bekannter Weise Durchbrechungen in ihrem radial inneren Bereich, die ein Verteilen des Gases über die Höhe des Stapels aus den Tellern 20 erlauben. Vom radial inneren Bereich strömt dann das Kurbelgehäuseentlüftungsgas infolge der bei der Rotation des Zentrifugalrotors 2 auftretenden Zentrifugalkraft zwischen den Tellern 20 in Radialrichtung nach außen, wobei mitgeführte Öltröpfen auf die Teller 20 aufprallen und sich dort niederschlagen. Hierzu trägt der geneigte Verlauf des radial äußeren Teils der Teller 20 bei. Im Zentrifugalrotor 2 niedergeschlagenes Öl fließt unter der Zentrifugalkraftwirkung nach außen und wird vom Außenumfang des Zentrifugalrotors 2 abgeschleudert und gelangt so auf die innere Oberfläche des Deckels 5, der den Gasreinigungsraum 11 umgrenzt.
Das an der inneren Oberfläche des Deckels 5 niedergeschlagene Öl fließt unter Schwerkraftwirkung nach unten und gelangt in eine radial außen vom Zentrifugalrotor 2 in der Oberseite 40 der Grundplatte 4 liegende Ölsammelrinne 43. Von der Ölsammelrinne 43 geht ein Ölauslass 63 ab, durch den das abgeschiedene Öl abgeführt werden kann, vorzugsweise in die Ölwanne der zugehörigen Brennkraftmaschine 7.
Das von dem mitgeführten Ölnebel befreite Kurbelgehäuseentlüftungsgas strömt vom Außenumfang des Zentrifugalrotors 2 nach oben und in einen dort vorgesehenen, einstückig mit dem Deckel 5 ausgeführten, hier nicht sichtbaren Reingasauslass. Über eine weiterführende Leitung wird das gereinigte Kurbelgehäuseentlüftungsgas vorzugsweise einem Ansaugtrakt der zugehörigen Brennkraftmaschine 7 zugeführt.
Der Deckel 5 ist mittels eines Deckelflansches 50 dichtend auf die Oberseite 40 der Grundplatte 4 aufgesetzt und an dieser beispielsweise mittels Schrauben gesichert.
Die Grundplatte 4, die alle Teil des Abscheiders 1 trägt, ist ihrerseits mit ihrer Unterseite 44 an einen auf der Seite der Brennkraftmaschine 7 vorgesehenen Montageflansch 70 angeflanscht. Der Antriebsraum 12 des Abscheiders 1 liegt damit innerhalb der Brennkraftmaschine 7.
Figur 2 der Zeichnung zeigt den Abscheider 1 aus Figur 1 in einer gegenüber der Figur 1 um 90° verdrehten Schnittebene. In dem Schnitt gemäß Figur 2 liegt nun der Düsenträger 36 so, dass weder die erste Rückstoßdüse noch die zweite Rückstoßdüse sichtbar ist.
Das unter Druck stehende Schmieröl wird hier dem Abscheider 1 durch eine Druckölzuführung 64 zugeführt. Die Druckölzuführung 64 führt zu einer Drehdurchführung 35, über die das unter Druck stehende Schmieröl in den in der Welle 3 ausgebildeten Ölkanal 34 übertritt. Die Drehdurchführung 35 ist dabei platzsparend innerhalb des unteren, als Gleitlage ausgeführten Lagers 33.2 der Welle 3 angeordnet.
Hinsichtlich der weiteren in Figur 2 sichtbaren Einzelheiten wird auf die Beschreibung der Figur 1 verwiesen.
Charakteristisch für den Abscheider 1 gemäß den Figuren 1 und 2 ist, dass der Grundkörper 4, der den Gasreinigungsraum 11 vom Antriebsraum 12 trennt, hier einstückig mit einem sich in den Antriebsraum 12 hinein erstreckenden Körperteil 45 ausgebildet ist. Dieser Körperteil 45 besitzt in seinem unteren Endbereich eine Lageraufnahme 46.2, in der das untere Lager 33.2 für die Welle 3 aufgenommen ist. Das untere Lager 33.2 ist hier ein Gleitlager.
Das obere Lager 33.1 für die Welle 3 ist hier als Wälzlager ausgeführt und liegt in einer oberen Lageraufnahme 46.1, die oberseitig an dem Grundkörper 4 vorgesehen ist. Auf diese Weise sind beide Lager 33.1 und 33.2 in dem einstückigen Grundkörper 4 angeordnet, wodurch Fluchtungsfehler bei der Anordnung der Lager 33.1 und 33.2 in zwei verschiedenen Teilen des Abscheiders vermieden werden.
Damit der sich in den Antriebsraum 12 erstreckende Körperteil 45 des Grundkörpers 4 einerseits ausreichend stabil wird, jedoch andererseits die Ölableitung des aus den Rückstoßdüsen 38.1, 38.2. austretenden Schmieröls nicht zu sehr behindert, erstreckt sich der Körperteil 45 etwa über den halben Umfang des Antriebsraums 12 und ist in diesem Verlauf mit Durchbrechungen 47 für das Schmieröl ausgestattet.
Das unter Druck stehende Schmieröl für den Antrieb des Zentrifugalrotors 2 wird hier durch die Druckölzuführung 64 in das hohle Innere der Welle 3 geleitet, von wo aus es den Rückstoßdüsen zugeführt wird. Das aus den Düsen ausgetretene Schmieröl strömt nach unten durch den Ölableitungskanal 65 drucklos ab.
Das in dem Abscheider 1 zu behandelnde Kurbelgehäuseentlüftungsgas gelangt durch den Rohgaseinlass 61, der innerhalb der Brennkraftmaschine 7 ausgebildet ist, in den Ringbereich 42 am Außenumfang des Grundkörpers 4 und von dort durch hier nicht sichtbare Durchlassöffnungen nach oben in den Gasreinigungsraum 11.
Zur Vermeidung insbesondere eines unerwünschten Öldurchtritts aus dem Antriebsraum 12 in den Gasreinigungsraum 11 entlang eines Spaltraumes zwischen der Welle 3 und dem Grundkörper 4 ist mit der Welle 3 oberhalb des oberen Lagers 33.1 und der dieses aufnehmende Lageraufnahme 46.1 ein Schirmring 39 angebracht. Dieser Schirmring 39 bildet hier mit der oberen Lageraufnahme 46.1 eine berührungslose, nicht bremsende Spaltdichtung.
In Figur 3 ist der Grundkörper 4 des Abscheiders gemäß den Figuren 1 und 2 als Einzelteil in einer perspektivischen Darstellung gezeigt. Figur 3 verdeutlicht, dass der Grundkörper 4 einen oberen, im Wesentlichen scheibenförmigen Teil besitzt, der im zusammengebauten Zustand des Abscheiders dessen Gasreinigungsraum vom Antriebsraum trennt. Nahe dem radial äußeren Umfang des oberen Teils des Grundkörpers 4 liegen die Durchbrechungen 41', durch welche hindurch das zu reinigende Kurbelgehäuseentlüftungsgas in den Gasreinigungsraum gelangt.
Von der Unterseite 44 des Grundkörpers 4 erstreckt sich der in den Antriebsraum hineinreichende Körperteil 45 nach unten. Dabei wird in Figur 3 besonders deutlich, dass sich der Körperteil 45 in Umfangsrichtung gesehen etwa über den halben Umfang des Grundkörpers 4 erstreckt. Um die Ableitung des aus den Rückstoßdüsen des Drehantriebes antretenden Schmieröls nicht zu behindern, besitzt der Körperteil 45 in seinem Umfangsbereich zwei relativ große, fensterartige Durchbrechungen 47 für das Schmieröl.
Granz unten besitzt der Körperteil 45 des Grundkörpers 4 die untere Lageraufnahme 46.2, in der das untere Lager für die Welle angeordnet wird.
Der gesamte Grundkörper 4 einschließlich des sich nach unten erstreckenden Körperteils 45 kann als einstückiges Spritzgussteil aus Kunststoff oder Druckgussteil aus Leichtmetall hergestellt werden, was eine kostengünstige Massenfertigung ermöglicht.
Die Figur 4 zeigt in einer Seitenansicht den Zentrifugalrotor 2 zusammen mit der ihn tragenden Welle 3 als Einzelheit des Abscheiders. Die Welle 3 ist zusammen mit dem Zentrifugalrotor 2 um die Drehachse 30 drehbar. Der Zentrifugalrotor 2 besteht aus der Anzahl von Tellern 20, die übereinander zwischen dem Stapeluntersatz 21 und dem Stapelaufsatz 22 verdrehfest auf der Welle 3 angeordnet sind. Oberseitig wird der Stapelaufsatz 22 durch die Feder 23 mit einer in Richtung zum Stapeluntersatz 21 weisenden Kraft beaufschlagt.
Unterhalb des Zentrifugalrotors 2 und im Abstand zu diesem ist der Düsenträger 36 an der Welle 3 angeordnet. Radial außen besitzt der Düsenträger 36 die beiden Rückstoßdüsen, von denen hier nur die linke Rückstoßdüse 38.1 sichtbar ist, während die andere Rückstoßdüse 38.2 nach hinten weist.
Zwischen dem Stapeluntersatz 21 und dem Düsenträger 36 ist der Außenumfang der Welle 3 als Gewindegangdichtung 39' ausgestaltet. Im Zusammenwirken mit einer Durchführungsbohrung durch den hier nicht dargestellten Grundkörper 4 bewirkt die Gewindegangdichtung 39' einen reibungsfreien, ausreichend öl- und gasdichten Abschluss von Antriebsraum und Gasreinigungsraum gegeneinander in beiden Richtungen. Hierdurch wird insbesondere ein störendes Übertreten von Schmieröl aus dem unten liegenden Antriebsraum in den oben liegenden Gasreinigungsraum vermieden.
In Figur 5 ist ein Grundkörper 4 in mit dem sich in den Antriebsraum hinein erstreckenden Körperteil 45 im Längsschnitt dargestellt. In seinem oberen Teil trägt der Grundkörper 4 in der Lageraufnahme 46.1 das erste, obere Lager 33.1 für die hier nicht dargestellte Welle des Rotors. Im unteren Bereich des Körperteils 45 ist in der dort vorgesehenen Lageraufnahme 46.2 das zweite, untere Lager 33.2 für die Welle angeordnet.
Um eine Schwergängigkeit der Welle durch Fluchtungsfehler der beiden Lager 33.1 und 33.2 zu vermeiden, sind hier die beiden Lager 33.1 und 33.2 sowie die zugehörigen Lageraufnahmen 46.1 und 46.2 als bzw. mit Kalotten 49 ausgebildet. Durch diese Ausbildung als Kalotten 49 können sich die beiden Lager 33.1 und 33.2 zwangfrei in Längsrichtung der Welle ausrichten, auch wenn im Betrieb eventuelle Bewegungen der Lageraufnahmen 46.1 und 46.2 relativ zueinander auftreten. Grund für solche Bewegungen und Fluchtungsfehler können beispielsweise Temperaturänderungen oder Fehler bei der Fertigung sein. Durch die Verwendung der Kalotten 49 haben derartige Einflüsse keine negative Wirkung auf die Leichtgängigkeit der Lagerung der Welle in den beiden Lagern 33.1 und 33.2. Wie die Figur 5 veranschaulicht, sind bei dem dort gezeigten Beispiel des Grundkörpers 4 die Lager 33.1 und 33.2 unmittelbar in die zugehörigen Lageraufnahmen 46.1 und 46.2 eingesetzt, was bei einem Grundkörper 4 aus Metall, insbesondere Leichtmetall, wie Aluminium, zweckmäßig ist.
Figur 6 zeigt eine Abwandlung des Grundkörpers 4 aus Figur 5. In seiner Formgebung stimmt der Grundkörper 4 gemäß Figur 6 im Wesentlichen mit dem Grundkörper 4 in Figur 5 überein, weist also auch den sich in den Antriebsraum hinein erstreckenden Körperteil 45 auf.
Auch die beiden Lageraufnahmen 46.1 und 46.2 für die beiden Lager 33.1 und 33.1 sind vorhanden. Zwischen dem jeweiligen Lager 33.1 bzw. 33.2 einerseits und der zugehörigen Lageraufnahme 46.1 bzw. 46.2 ist ein Kalotteneinsatz 49' angeordnet, der an seinem Innenumfang zusammen mit dem entsprechend geformten Außenumfang des jeweiligen Lagers 33.1 bzw. 33.2 je ein Kalotte 49 bildet. Damit ist auch hier eine selbsttätig exakt fluchtende Ausrichtung der Lager 33.1 und 33.2 entsprechend dem Verlauf der hier nicht dargestellten Welle zwangfrei möglich. Die Kalotteneinsätze 49' bestehen selbst vorzugsweise aus Metall, während hier der übrige Grundkörper 4 aus einem Kunststoff bestehen kann.
Figur 7 zeigt unten ein Beispiel des Grundkörpers 4 zusammen mit dem sich in den Antriebsraum 12 hinein erstreckenden Körperteil 45 und oben einen Zentrifugalrotor 2, der im Gasreinigungsraum 11 angeordnet ist.
Im Antriebsraum 12 ist hier ein Ölleitring 48 angeordnet, der den Düsenträger 36, der verdrehfest mit der Welle 3 verbunden ist und der den Rotor 2 in Drehung versetzt, umgibt. In seiner in der Figur 7 rechten Hälfte ist hier der Ölleitring 48 einstückig mit dem Grundkörper 4, genauer mit dessen Körperteil 45, ausgebildet. Da sich der Körperteil 45 nur über etwa den halben Umfang des Grundkörpers 4 erstreckt, ist der Ölleitring 48 in der anderen Hälfte, d.h. in Figur 7 in der linken Hälfte, durch ein separates Teil gebildet, das mit dem übrigen Grundkörper 4 so verbunden ist, dass sich der umlaufende Ölleitring 48 ergibt.
Der Ölleitring 48 besitzt schräg ausgerichtete, vertikal und parallel zur Welle 3 verlaufende Lamellen 48', die zwischen sich Durchbrechungen 47 bilden. Die Durchbrechungen 47 sind entsprechend der schrägen Ausrichtung der Lamellen 48' ihrerseits mit einem schrägen Verlauf ausgebildet. Dieser schräge Verlauf ist so gerichtet, dass ein Ölstrahl, der aus den Rückstoßdüsen des Düsenträgers 36 austritt, weitestgehend unbehindert zwischen den Lamellen 48' hindurchtreten kann, dass aber ein Ölstrahl, der von radial außen in Richtung zu den Lamellen 48' reflektiert wird, von den Lamellen 48' weitestgehend aufgehalten wird. Somit wird eine unerwünschte Bremsung des Düsenträgers 36 durch reflektierte Ölspritzer vermieden. Die Reflexionsfläche für das Öl bildet eine Innenumfangsfläche des Antriebsraums 12, die in Figur 7 nicht eigens dargestellt ist, die aber in der Regel vorhanden ist, um den Antriebsraum 12 von der äußeren Umgebung abzugrenzen.
Ganz unten in Figur 7 ist am unteren Ende des Körperteils 45 des Grundkörpers 4 noch die untere Lageraufnahme 46.2 erkennbar.
Figur 8 zeigt eine Unteransicht, teils im Querschnitt, auf den Grundkörper 4 und den Düsenträger 36 aus Figur 7. Im Zentrum der Figur 8 ist die Welle 3 geschnitten. Radial außen davon ist ein innerer Bereich des Düsenträgers 36 geschnitten. Weiter außen in Radialrichtung liegen die zwei Rückstoßdüsen 38.1 und 38.2 zum Antrieb der Welle 3. Unter Druck stehendes Schmieröl wird den Rückstoßdüsen 38.1 und 38.2 durch die Zweigkanäle 37.1 und 37.2 zugeführt. Diese Zweigkanäle 37.1 und 37.2 stehen mit dem zentralen Hohlkanal 34 im Inneren der Welle 3 in hier nicht sichtbarer Weise in Strömungsverbindung.
Radial außen von dem Düsenträger 36 ist der Ölleitring 48 mit seinen Lamellen 48' angeordnet. Dabei zeigt die Figur 8 anschaulich, dass jeweils zwei benachbarte Lamellen 48' einen Zwischenraum bilden, dessen Verlauf dem Verlauf eines aus den Rückstoßdüsen 38.1 und 38.2 austretenden Ölstrahls angepasst ist. Auf diese Weise können die Ölstrahlen aus den Rückstoßdüsen 38.1 und 38.2 zwar weitgehend unbehindert den Ölleitring 48 von radial innen nach radial außen durchströmen; eine umgekehrte Strömung von reflektierten Ölspritzem von radial außen nach radial innen durch den Ölleitring 48 hindurch ist aber erschwert, da bei dieser umgekehrten Strömungsrichtung die Lamellen 48' eine Abschirmung bilden. Somit wird eine unerwünschte Bremsung des Düsenträgers 36 und damit der Welle 3 mit dem Zentrifugalrotor vermieden.
Die Figur 9 zeigt den Grundkörper 4 mit dem sich in den Antriebsraum 12 erstreckenden Körperteil 45 und mit zwei Lagern 33.1, 33.2 im Längsschnitt in einer weiteren Ausführung. Charakteristisch ist hier, dass der Körperteil 45 zunächst als separates, etwa becherförmiges Einzelteil gefertigt und dann mit dem übrigen Grundkörper 4 verbunden ist. Die Verbindung ist hier z.B. eine Klips- oder Schweiß- oder Klebeverbindung.
Unten im Körperteil 45 sind radial außen vom Lager 33.2 Durchbrechungen 47 für das ablaufende Öl angebracht. Alternativ oder zusätzlich können Durchbrechungen auch im Umfangsbereich des Körperteils 45 angebracht sein, z.B. in der Form wie bei dem oben beschriebenen Ölleitring 48.
Die Ausführung gemäß Figur 9 erleichtert die Montage der Lager 33.1, 33.2 und der Welle 3 mit dem Düsenträger 36, die in Figur 9 nicht dargestellt sind.

Bezugszeichenliste:

Zeichen: Bezeichnung
1: Abscheider
11: Gasreinigungsraum
12: Antriebsraum
2: Zentrifugalrotor
20: Teller
21: Stapeluntersatz
22: Stapelaufsatz
23: Feder
3: Welle
30: Drehachse
33.1: erstes Lager
33.2: zweites Lager
34: Ölkanal
35: Drehdurchführung
36: Düsenträger
37.1, 37.2: Zweigkanäle
38.1, 38.2: Rückstoßdüsen
39: Schirmring
39': Gewindegangdichtung
4: Grundkörper
40: Oberseite
41': Durchlassöffnungen
42: Ringbereich
43: Ölsammelrinne
44: Unterseite
45: Körperteil in 12
46.1, 46.2: Lageraufnahmen
47: Durchbrechungen in 45
48: Ölleitring
48': Lamellen an 48
49: Kalotten
49': Kalotteneinsätze
5: Deckel
50: Deckelflansch
51: Kurbelgehäusedruckregelventil
61: Rohgaseinlass
62: Reingasauslass
63: Ölauslass
64: Druckölzuführung
65: Ölableitungskanal
7: Brennkraftmaschine
70: Montageflansch

Claims

Brennkraftmaschine (7), insbesondere eines Kraftfahrzeuges, mit einem Abscheider (1) zum Abscheiden von Ölnebel aus dem Kurbelgehäuseentlüftungsgas der Brennkraftmaschine (7), mit einem Gasreinigungsraum (11), in dem ein drehbar gelagerter Zentrifugalrotor (2) angeordnet ist, wobei der Gasreinigungsraum (11) einen Rohgaseinlass (61), einen Reingasauslass (62) und einen Ölauslass (63) aufweist, wobei durch den Rohgaseinlass (61) das Kurbelgehäuseentlüftungsgas in einen radial inneren Bereich des Zentrifugalrotors (2) einleitbar ist, wobei durch den Reingasauslass (62) von Ölnebel befreites Reingas aus dem Gasreinigungsraum (11) abführbar ist, wobei durch den Ölauslass (63) aus dem Gas abgeschiedenes Öl aus dem Gasreinigungsraum (11) abführbar ist, und mit einem Drehantrieb für den Zentrifugalrotor (2), wobei der Drehantrieb in einem von dem Gasreinigungsraum (11) getrennten Antriebsraum (12) des Abscheiders (1) angeordnet und mit unter Druck stehendem Schmieröl der Brennkraftmaschine (7) betreibbar ist und über eine vom Antriebsraum (12) in den Gasreinigungsraum (11) verlaufende Welle (3) mit dem Zentrifugalrotor (2) verbunden ist, wobei der Drehantrieb durch mindestens eine mit der Welle (3) verbundene, mit dem unter Druck stehenden Schmieröl der Brennkraftmaschine (7) beschickbare Rückstoßdüse (38.1, 38.2) gebildet ist, wobei ein Grundkörper (4), der die Trennung zwischen dem Gasreinigungsraum (11) und dem Antriebsraum (12) bildet, sich zumindest mit einem eine Lageraufnahme (46.2) für ein von dem Zentrifugalrotor (2) entfernt liegendes Lager (33.2) der Welle (3) aufweisenden Körperteil (45) in den Antriebsraum (12) hinein erstreckt und wobei an der Brennkraftmaschine (7) ein Montageflansch (70) vorgesehen ist, an dem der Abscheider (1) oder ein den Abscheider (1) aufweisendes Funktionsmodul unter Herstellung von Strömungsverbindungen anbringbar ist,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Antriebsraum (12) innerhalb der Brennkraftmaschine (7) unter oder hinter dem Montageflansch (70) liegt.
Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (4) und ein Deckel (5) des Abscheiders (1) gemeinsam oder einzeln an dem Montageflansch (70) anbringbar sind.
Brennkraftmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein erstes Lager (33.1) der Welle (3) in dem Grundkörper (4) und ein zweites Lager (33.2) der Welle (3) in dem in der Brennkraftmaschine (7) liegenden Antriebsraum (12) angeordnet ist.
Brennkraftmaschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite, in dem in der Brennkraftmaschine (7) liegenden Antriebsraum (12) angeordnete Lager (33.2) der Welle (3) in dem als Teil des Grundkörpers (4) ausgebildeten, sich in den Antriebsraum (12) hinein erstreckenden Körperteil (45) mit der Lageraufnahme (46.2) liegt.
Brennkraftmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Welle (3) über einen Teil ihrer Länge hohl ist und einen Ölkanal (34) bildet, dass über eine Drehdurchführung (35) das unter Druck stehende Schmieröl in den Ölkanal (34) einleitbar ist, dass durch den Ölkanal (34) und je Rückstoßdüse (38.1, 38.2) einen vom Ölkanal (34) abgehenden Zweigkanal (37.1, 37.2) das Schmieröl der mindestens einen Rückstoßdüse (38.1, 38.2) zuführbar ist und dass ein die Druckölzuführung (64) bildender Ölkanal für das unter Druck stehende Schmieröl innerhalb der Brennkraftmaschine (7) an dem zweiten Lager (33.2) in den Ölkanal (34) in der Welle (3) führt.
Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass unter Druck stehendes Schmieröl für den Drehantrieb des Zentrifugalrotors (2) von einer Reinseite eines Schmierölkreislaufs der Brennkraftmaschine (7) abgezweigt ist.
Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass unter Druck stehendes Schmieröl für den Drehantrieb des Zentrifugalrotors (2) von einer Rohseite eines Schmierölkreislaufs der Brennkraftmaschine (7) abgezweigt ist.
Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Rohgaseinlass (61) durch den Grundkörper (4) verläuft, wobei in dem Grundkörper (4) ein in dessen Umfangsrichtung umlaufender Rohgaskanal (41) angeordnet ist, von dem in Umfangsrichtung voneinander beabstandet mehrere Durchlassöffnungen (41') in den Gasreinigungsraum (11) führen, und dass ein einen Teil des Rohgaseinlasses (61) bildender maschinenseitiger Rohgaskanal innerhalb der Brennkraftmaschine (7) in den Montageflansch (70) und dort in den umlaufenden Rohgaskanal (41) oder unmittelbar in die Durchlassöffnungen (41') in dem Grundkörper (4) führt.
Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass in einem oberseitigen Bereich des Grundkörpers (4) radial außen von dem Zentrifugalrotor (2) eine ringförmig umlaufende Ölsammelrinne (43) vorgesehen ist, von welcher ein den Ölauslass (63) bildender Ölrückführkanal abgeht, und dass der Ölauslass (63) durch den Montageflansch (70) in die Brennkraftmaschine (7) geführt ist.
Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb der Brennkraftmaschine (7) ein das aus der mindestens einen Rückstoßdüse (38.1, 38.2) austretende Schmieröl aus dem Antriebsraum (12) abführender druckloser Ölableitungskanal (65) vorgesehen ist.