DE102005013803A1 - Ausgleichswellenmodul - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein 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.
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.
- 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.
- Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Einsatzgebiet einer Ausgleichswelle zu erweitern, sodass insbesondere bei einfachem Aufbau und sicherem Betrieb weitere Funktionen übernommen werden.
- 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 Innern der Ausgleichswelle vornehmenden Fördereinrichtung, deren Laufrad auf der Ausgleichswelle angeordnet ist, die stromabwärts der Fördereinrichtung mindestens eine Rein-Blowby-Gas-Austrittsöffnung aufweist. 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 hochtemperierten Zone des Verbrennungsmotors erfolgt. Das Blowby-Gas entsteht durch nicht zu vermeidende Undichtigkeiten der Verbrennungsräume des Verbrennungsmotors, das heißt, das 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.
- 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.
- Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der Fliehkraftabscheider mindestens ein auf einem Ausgleichswellenelement der Ausgleichswelle angeordnetes Schleuderele ment 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.
- Insbesondere 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.
- 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 För derwirkung 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 Beirieb 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:
-
1 einen Längsschnitt durch ein Ausgleichswellenmodul und -
2 eine Stirnansicht auf das Ausgleichswellenmodul der1 in Richtung des Pfeiles I der1 , wobei eine bereichsweise aufgeschnittene Darstellung vorliegt. - Die
1 und2 zeigen ein Ausgleichswellenmodul1 für einen Verbrennungsmotor eines Kraftfahrzeugs oder dergleichen. Das Ausgleichswellenmodul1 weist eine Ausgleichswelle2 sowie eine bei sich drehender Ausgleichswelle2 stillstehende Kartusche3 auf. Die Ausgleichswelle2 ist in der Kartusche3 mittels Lagern4 ,5 und6 drehbar gelagert. Die Ausgleichswelle2 weist ein Ausgleichswellenelement7 in Form eines Ausgleichswellenrohrs8 auf, das demzufolge eine Hohlwelle9 bildet. Exzentrisch zur Drehachse10 der Ausgleichswelle2 ist in ihrem Innern11 ein Ausgleichsgewicht12 angeordnet. Der Drehantrieb der Ausgleichswelle2 erfolgt über ein drehfest mit ihr verbundenes Antriebszahnrad13 , das auf einem aus der Kartusche3 herausragenden Hohlwellenstutzen14 angeordnet ist. Das Ausgleichswellenrohr8 besitzt einen zylindrischen Abschnitt15 , der in einen sich konisch erweiternden Abschnitt16 übergeht. Hieran schließt sich ein gegenüber dem zylindrischen Abschnitt15 durchmessergrößerer zylindrischer Abschnitt17 an, der in einen sich konisch verkleinernden Abschnitt18 übergeht. Es folgt ein zylindrischer Abschnitt19 . Dieser weist den gleichen Durchmesser wie der zylindrische Abschnitt15 auf. Es schließt sich ein konisch verkleinernder Abschnitt20 an, dem ein zylindrischer Abschnitt folgt, der in einen im Durchmesser etwas geringeren zylindrischen Abschnitt22 übergeht, an den sich ein im Durchmesser noch geringerer zylindrischer Abschnitt23 anschließt, der den Hohlwellenstutzen14 bildet. Die Kartusche3 ist rohrförmig gestaltet und besitzt einen zylindrischen Abschnitt24 , der an einem Ende in einen durchmesserkleineren zylindrischen Abschnitt25 übergeht und dessen anderer Endbereich26 mittels des Lagers6 axial geschlossen ist. Für die Montage ist im Bereich dieses Stirnendes27 eine Montagelasche28 vorgesehen, die eine Befestigungsöffnung29 für ein Befestigungselement, beispielsweise eine Gewindeschraube, aufweist. - Der zylindrische Abschnitt
15 des Ausgleichswellenrohrs8 ist mittels eines Verschlusselements30 abgedichtet. In der Übergangszone vom zylindrischen Abschnitt21 zum zylindrischen Abschnitt22 ist ein Axialverschluss31 angeordnet. Das Lager4 befindet sich im Bereich des zylindrischen Abschnitts15 ; das Lager5 ist im Bereich des zylindrischen Abschnitts19 und das Lager6 in einem an den zylindrischen Abschnitt23 angrenzenden Bereich des zylindrischen Abschnitts22 angeordnet. Im Bereich des konischen Abschnitts16 weist die Kartusche3 mehrere, über den Umfang verteilt angeordnete, voneinander umfänglich beabstandete Roh-Blowby-Gas-Eintrittsöffnungen32 auf. Im Bereich des zylindrischen Abschnitts17 , und zwar angrenzend an den konischen Abschnitt18 , weist die Kartusche3 mehrere, beabstandet zueinander angeordnete, umfängliche Roh-Blowby-Gas-Eintrittsöffnungen33 auf. Der Einfachheit halber wird nachstehend nur noch von Eintrittsöffnungen32 und33 gesprochen. Das dem Hohlwellenstutzen14 zugeordnete Ende des Ausgleichswellenrohrs8 ist axial offen ausgebildet, sodass dort eine Rein-Blowby-Gas-Austrittsöffnung34 gebildet ist, die nachstehend der Einfachheit halber aus Austrittsöffnung34 bezeichnet wird. Der Übergangszone von zylindrischem Abschnitt21 und zylindrischem Abschnitt22 ist eine Fördereinrichtung35 zugeordnet, die ein drehfest mit dem Ausgleichswellenrohr8 verbundenes Laufrad36 aufweist und ein stillstehendes, der Kartusche3 zugeordnetes Fördergehäuse37 besitzt, das sich auf beiden Seiten des Laufrads36 erstreckt. Im Bereich des konischen Abschnitts16 , des zylindrischen Abschnitts17 und des konischen Abschnitts18 ist im Innern11 des Ausgleichswellenrohrs8 das exzentrische Ausgleichsgewicht12 angeordnet. Auf der Außenseite des zylindrischen Abschnitts17 des Ausgleichswellenrohrs8 befindet sich ein Fliehkraftabscheider38 , der als Fliehkraftölabscheider39 ausgebildet ist und ein Schleuderelement40 in Form einer Förderschnecke41 aufweist, die von zwei entgegengesetzt gewendelten Förderschneckenabschnitten42 und43 gebildet ist. Die Wendel44 der Förderschnecke41 ist über die gesamte Länge des Fliehkraftabscheiders38 in gleicher Richtung geneigt ausgebildet, obwohl die beiden Förderschneckenabschnitte42 und43 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 Förderschneckenabschnitte42 und43 weisen jeweils einen Eingangsabschnitt45 und46 auf, wobei diese beiden Eingangsabschnitte45 und46 etwa mittig bezüglich der Längserstreckung des zylindrischen Abschnitts17 liegen. Ferner besitzen die beiden Förderschneckenabschnitte42 und43 jeweils ein Ausgangsende47 und48 , wobei das Ausgangsende47 der Eintrittsöffnung32 und das Austrittsende48 der Eintrittsöffnung33 zugeordnet ist. Die Förderschnecke41 ist mittels Abstandshaltern49 an der äußeren Mantelfläche des zylindrischen Abschnitts17 drehfest befestigt, sodass zwischen Wendel44 und Außenseite des Ausgleichswellenrohrs8 ein ringförmiger Kanal50 ausgebildet wird, der sich über die gesamte Länge der Förderschnecke41 erstreckt und kommunizierend mit den Eintrittsöffnungen32 und33 in Verbindung steht sowie mit Gasöffnungen51' kommuniziert, die dem mittleren Bereich der Förderschnecke41 zugeordnet sind, das Ausgleichswellenrohr8 durchsetzen und damit eine Verbindung vom Kanal50 in das Innere11 des Ausgleichswellenrohrs8 herstellen. Die Wendel44 weist einen Außendurchmesser auf, der geringfügig kleiner ist als der freie Innenraum der Kartusche im Bereich ihres zylindrischen Abschnitts24 , sodass dort zur Wendel44 nur ein sehr geringes Spiel vorliegt. - Die in Richtung auf die Fördereinrichtung
35 weisende Seite des Lagers5 steht einer drehfest auf dem Ausgleichswellenrohr8 befestigten Schleuderscheibe51 gegenüber, wobei gegenüber Schleuderscheibe51 und dem Lager5 ein geringer Spalt52 ausgebildet ist. Der zylindrische Abschnitt21 wird von mehreren, umfänglich beabstandet zueinander liegenden Gasauslassöffnungen53 durchsetzt. Entsprechend ausgebildete und gelegene Gaseinlassöffnungen54 befinden sich im Bereich des zylindrischen Abschnitts22 , wobei die Gasauslassöffnungen53 und die Gaseinlassöffnungen54 das Ausgleichswellenrohr8 durchsetzen. Die Gasauslassöffnungen53 führen in das Innere des Fördergehäuses37 der Fördereinrichtung35 . Die Gasauslassöffnungen54 führen vom Inneren des Fördergehäuses37 in das Innere11 der Hohlwelle9 . Die Anordnung ist derart getroffen, dass die Gasauslassöffnungen53 auf der einen Seite des Axialverschlusses31 und die Gaseinlassöffnungen54 auf der anderen Seite des Axialverschlusses31 liegen. Das Lager5 wird von mehreren, umfänglich verteilt angeordneten Schmiermittelkanälen55 durchsetzt, die den Spalt52 mit den Eintrittsöffnungen33 verbinden. Außerhalb der Kartusche3 befindet sich das Innere eines Kurbelgehäuses56 eines nicht dargestellten Verbrennungsmotors, das heißt, das Ausgleichswellenmodul1 wird im Innern des Kurbelgehäuses56 angeordnet. Die Austrittsöffnung34 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 Ausgleichswelle2 an, die sich entsprechend der Drehzahl des Verbrennungsmotors dreht und von den Lagern4 ,5 und6 , die sich innerhalb der Kartusche3 befinden, gelagert ist. Aufgrund dieser Drehbewegung der Ausgleichswelle2 wird das Laufrad36 der eine Seitenkanalpumpe57 bildenden Fördereinrichtung35 gedreht, wodurch im Innern11 des Ausgleichswellenrohrs8 ein Unterdruck entsteht, der ein Druckgefälle zum Innern des Kurbelgehäuses56 darstellt. Hierdurch wird an den Kolbenringen vorbei entweichendes Roh-Blowby-Gas aus den Zylindern des Verbrennungsmotors über die Eintrittsöffnungen32 und33 angesaugt. Das Blowby-Gas tritt in den ringförmigen Kanal50 ein und gelangt auf diese Art und Weise zum Schleuderelement40 , das von der Förderschnecke41 gebildet ist. Da die Förderschnecke41 von zwei entgegengesetzt gewendelten Förderschneckenabschnitten42 und43 gebildet wird, werden aus dem Roh-Blowby-Gas abgeschiedene, sich auf dem Schleuderelement40 befindliche Partikel, insbesondere Öltröpfchen, radial nach außen transportiert und treffen dabei auf die Innenmantelfläche des zylindrischen Abschnitts24 der Kartusche3 auf und werden aufgrund der Förderwirkung der beiden Förderschneckenabschnitte42 und43 in Richtung auf die Eintrittsöffnungen32 und33 als ständig wachsende Tropfen beziehungsweise ein sich aufbauender Schmiermittelfilm, insbesondere Ölfilm, transportiert. Schließlich tritt der so gebildete Schmiermittelfilm beziehungsweise Ölfilm aus den Eintrittsöffnungen32 und33 aus, die demzufolge Partikelaustrittsöffnungen58 und59 bilden. - Das durch den Fliehkraftabscheider
38 gereinigte Roh-Blowby-Gas tritt nunmehr als Rein-Blowby-Gas durch die Gasöffnungen51' in das Innere11 des Ausgleichswellenrohrs8 im zylindrischen Abschnitt17 ein und gelangt aufgrund der Sogwirkung der Seitenkanalpumpe57 zu den Gasauslassöffnungen53 . Der Gasstrom verlässt somit das Innere11 des Ausgleichswellenrohrs8 radial und gelangt über die eine Seite des Fördergehäuses37 zum Laufrad36 und von dort zur anderen Seite des Fördergehäuses37 und tritt dann radial nach innen durch die Gaseinlassöffnungen54 wieder in das Innere11 des Ausgleichswellenrohrs8 ein und strömt schließlich zur Austrittsöffnung34 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 Eintrittsöffnungen32 eintretenden Roh-Blowby-Gases angesaugt und gelangt auf den konischen Abschnitt16 und von dort zu den Eintrittsöffnungen32 . Mithin vereinigt sich dieses austretende Lagerschmiermittel mit dem Ölfilm, der vom Fliehkraftabscheider38 kommt. Aus dem Lager5 austretendes Lagerschmiermittel gelangt entweder über zwischen Lager5 und den konischen Abschnitt18 gebildeten Ringspalt direkt zu den Eintrittsöffnungen33 oder – auf der anderen Seite des Lagers5 – zum Spalt52 und tritt daher in Kontakt mit der Schleuderscheibe51 , die einen Radialtransport vornimmt, sodass das Lagerschmiermittel, insbesondere als Lagerschmiermittelfilm, durch die Schmiermittelkanäle55 geleitet und bis zu den Eintrittsöffnungen33 geführt wird, sodass auch hier eine Vereinigung mit dem Schmiermittel erfolgt, das von dem Fliehkraftabscheider38 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.
-
- 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 (22)
- 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. - 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 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. - Ausgleichswellenmodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Schleuderelement (
40 ) eine Förderschnecke (41 ) 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 einem der vorhergehenden Ansprüche, 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 einem der vorhergehenden Ansprüche, 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 vorhergehenden Ansprüche, 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 einem der vorhergehenden Ansprüche, 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 einem der vorhergehenden Ansprüche, 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.
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