DE102010015838A1 - Ölabscheider eines Entlüftungssystems - Google Patents

Ölabscheider eines Entlüftungssystems Download PDF

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DE102010015838A1
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Abstract

Es wird ein Ölabscheider (10) eines Entlüftungssystems insbesondere eines Kraftfahrzeugs, insbesondere eines Kurbelgehäuseentlüftungssystems einer Brennkraftmaschine, zur Abscheidung wenigstens von Öl aus einem Aerosol beschrieben, der ein Gehäuse (12) mit einem Aerosoleinlass (14) für das Aerosol, einen Gasauslass (24) für von dem Öl befreites Reingas und einen Ölauslass (26) für das abgeschiedene Öl aufweist. Ein Flügelrad (34) mit einer Vielzahl von sternförmig angeordneten Flügeln (40) ist in dem Gehäuse (12) angeordnet und um eine Achse (22) drehbar angetrieben. Das Flügelrad (34) weist wenigstens einen taschenartigen Hohlraum (42) auf, der zumindest durch zwei gegenüberliegende Radialseitenwände (40a, 40b) begrenzt ist, die sich senkrecht oder schräg zu einer zur Achse (22) orthogonalen Ebene vom Zentrum des Flügelrads (34) zur Außenseite erstrecken. Der Hohlraum (42) ist mit dem Gasauslass (24), im Bereich des Zentrums des Flügelrads (34) mit dem Aerosoleinlass (14) und im Bereich der Außenseite des Flügelrads (34) mit dem Ölauslass (26) verbunden. Die Ausdehnung des Hohlraums (42) in Umfangsrichtung und die Ausdehnung des Hohlraums (42) in radialer Richtung sind aneinander angepasst. Bei rotierendem Flügelrad (34) wird das Aerosol in dem Hohlraum (42) mit beschleunigt, wobei das Öl aufgrund der Masseträgheit an der in Drehrichtung (54) hinteren Radialseitenwand (40b) abgeschieden und das abgeschiedene Öl aufgrund der Zentrifugalkraft radial nach außen befördert wird.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die Erfindung betrifft einen Ölabscheider eines Entlüftungssystems insbesondere eines Kraftfahrzeugs, insbesondere eines Kurbelgehäuseentlüftungssystems einer Brennkraftmaschine, zur Abscheidung wenigstens von Öl aus einem Aerosol, aufweisend ein Gehäuse mit einem Aerosoleinlass für das Aerosol, einem Gasauslass für von dem Öl befreites Reingas, einem Ölauslass für das abgeschiedene Öl, ein Flügelrad mit einer Vielzahl von sternförmig angeordneten Flügeln, das in dem Gehäuse angeordnet ist, wobei wenigstens das Flügelrad um eine Achse drehbar angetrieben ist.
  • Stand der Technik
  • Beim Betrieb von Brennkraftmaschinen entstehen bekanntermaßen Kurbelgehäuse-Entlüftungsgase als ”Blowby-Gas” in Form von Aerosol, das aus einem Brennraum in ein Kurbelgehäuse der Brennkraftmaschine strömt. Neben Produkten vollständiger oder unvollständiger Verbrennung, Wasser und Wasserdampf, Ruß und Kraftstoffresten enthält dieses Gas auch Motoröl in Form von kleinsten Tröpfchen. Bei einer geschlossenen Entlüftung wird der Gasstrom aus dem Kurbelgehäuse durch ein Kurbelgehäuseentlüftungssystem geführt und der angesaugten Verbrennungsluft zugeführt. Bei einer offenen Entlüftung wird der Gasstrom in die Umgebung abgegeben. Um den Ölverbrauch durch das über die Kurbelgehäuseentlüftung ausgetragene Motoröl zu reduzieren, ist bei bekannten Brennkraftmaschinen in dem Kurbelgehäuseentlüftungssystem ein Ölabscheider vorgesehen. Mit dem Ölabscheider wird das Öl von dem Kurbelgehäuse-Entlüftungskanals getrennt. Das abgeschiedene Öl wird dem Motorölkreislauf der Brennkraftmaschine wieder zugeführt.
  • Aus der DE 102 36 332 A1 ist eine Kurbelgehäuseentlüftung für eine Brennkraftmaschine mit einer Anordnung zur Ölabscheidung aus der abzuführenden Luft bekannt, welche ein rotierendes Flügelrad mit Flügeln umfasst. Die aus dem Kurbelgehäuse abgeführten Luft wird dem Flügelrad zur Ölabscheidung zugeführt. Ferner ist ein Luftabströmstutzen für die von Öl befreite Luft vorgesehen. Die radial verlaufenden Flügel des Flügelrads erstrecken sich in Achsrichtung in Richtung des Luftabführstutzen. Die Einlassöffnung des Luftabströmstutzens ist zumindest annähernd koaxial zum Flügelrad angeordnet. Die Öffnungsebene ist zur Flügelradebene annähernd parallel. Der einlassseitige Endbereich des Luftabströmstutzens schließt mit den luftabströmstutzenseitigen Flügelkanten des rotierendem Flügelrad einen möglichst engen Strömungsspalt ein. Die Strömungsrichtung der ölbeladenen Gase ist somit der Pumprichtung und damit der Schleuderrichtung des abgeschiedenen Öls entgegengesetzt. Der Entlüftungsstrom, welcher auf seinem Weg in Richtung Luftabströmstutzen den Strömungsspalt durchströmt, ist Turbulenzen unterworfen, so dass eine Abscheidung der im Vergleich zur Luft trägen Ölanteile an den Flügeln des Flügelrads erfolgt. Um dauerhaft einem reproduzierbare Abscheidungseffizienz zu erreichen, muss auch nach längerer Betriebsdauer der Durchlass des Strömungsspaltes gleich bleiben. Jedoch können Ablagerungen den Strömungsspalt verengen. Andererseits kann durch Verschleiß, insbesondere Abrieb der Flügelkanten, der Strömungsspalt vergrößert werden. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Ölabscheider der eingangs genannten Art zu gestalten, der bei einer möglichst hohen Ölabscheideeffizienz möglichst einfach, leicht und kompakt aufgebaut und gegen Verschleiß und/oder Verschmutzung möglichst unanfällig ist.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das Flügelrad wenigstens einen taschenartigen Hohlraum aufweist, der zumindest durch zwei gegenüberliegende Radialseitenwände begrenzt ist, die sich senkrecht oder schräg zu einer zur Achse orthogonalen Ebene vom Zentrum des Flügelrads zur Außenseite erstrecken, und der Hohlraum mit dem Gasauslass, im Bereich des Zentrums des Flügelrads mit dem Aerosoleinlass und im Bereich der Außenseite des Flügelrads mit dem Ölauslass verbunden ist, wobei die Ausdehnung des Hohlraums in Umfangsrichtung und die Ausdehnung des Hohlraums in radialer Richtung aneinander angepasst sind, derart, dass bei rotierendem Flügelrad das Aerosol in dem Hohlraum mit beschleunigt wird, wobei das Öl aufgrund der Masseträgheit an der in Drehrichtung hinteren Radialseitenwand abgeschieden und das abgeschiedene Öl aufgrund der Zentrifugalkraft radial nach außen befördert wird.
  • Erfindungsgemäß ist also ein rotierendes Flügelrad vorgesehen, welches wenigstens einen taschenartigen Hohlraum aufweist. Das Aerosol wird radial innen dem Hohlraum zugeführt und mit diesem bei der Rotation des Flügelrads beschleunigt. Aufgrund seiner trägen Masse bleiben die Öltröpfchen und andere Schwebeteilchen hinter den Gasen zurück. Der maximale Abstand des in den Hohlraum eintretenden Aerosols von der in Drehrichtung hinteren Radialseitenwand ist durch die Ausdehnung des Hohlraums begrenzt. So wird bei entsprechend angepasster Ausdehnung des Hohlraums in radialer Richtung sichergestellt, dass die Öltröpfchen an der hinteren Radialseitenwand abgeschieden werden, bevor sie durch die Zentrifugalkraft radial nach außen aus dem Bereich der Radialseitenwand heraus getragen werden können. Die gesamte Radialseitenwand wirkt so als Abscheidefläche, was zu einer entsprechend großen Ölabscheideeffizienz führt. Der Ölabscheider ist nahezu unanfällig gegen Verschleiß und Verschmutzung, da auf Präzisionsbauteile, die der eng begrenzte Strömungsspalt beim Stand der Technik erforderlich macht, verzichtet wird. Die Begrenzung des Hohlraums in Umfangsrichtung ermöglicht ferner, dass das Flügelrad mit einer verhältnismäßig geringen Durchmesser sehr kompakt aufgebaut werden kann, ohne dass dadurch die Ölabscheideeffizienz beeinträchtigt wird.
  • Bei einer vorteilhaften Ausführungsform kann das Gehäuse einen Ölsammelringraum für das abgeschiedene Öl aufweisen, welcher das Flügelrad radial außen umgibt und der auf seiner dem Flügelrad zugewandten radial inneren Seite mit einer Zwischenwand begrenzt ist, die eine Vielzahl von Durchlassöffnungen für das abgeschiedene Öl aufweist, und der mit dem Ölauslass verbunden ist. Das aufgrund der Zentrifugalkraft radial nach außen beförderte Öl kann so durch die Durchlassöffnungen in den Ölsammelringraum gelangen, wird dort gesammelt und verlässt über den Ölauslass das Gehäuse. Durch die Zwischenwand wird der Ölsammelringraum vor Ringströmungen und Turbulenzen geschützt, die durch die Rotation des Flügelrads hervorgerufen werden. Auf diese Weise wird verhindert, dass das Abfließen von bereits abgeschiedenem Öl durch Ringströmungen und Turbulenzen behindert wird oder gar das Öl wieder in das Reingas zurück gelangt.
  • Vorteilhafterweise kann der Gasauslass in einer Stirnwand des Gehäuses in radialer Richtung zwischen der Außenseite des Flügelrads und der Zwischenwand angeordnet sein. So kann das Reingas außerhalb des Ölsammelringraums in axialer Richtung ausströmen. Dadurch, dass der Gasauslass in der Stirnwand angeordnet ist, wird verhindert, dass die vom Flügelrad in radialer Richtung abgeschleuderten Ölpartikel in den Gasauslass geschleudert werden.
  • Ferner kann vorteilhafterweise der Gasauslass auf der Innenseite des Gehäuses einem Kragen aufweisen. Der Kragen verhindert, dass abgeschiedenes Öl in den Gasauslass fließen kann.
  • Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann der Hohlraum radial außen durch eine Umfangsseitenwand begrenzt sein, die schräg zur Achse verläuft, und der Hohlraum kann im Bereich seines radial äußeren Endes einen Ölaustragkanal für das abgeschiedene Öl aufweisen, der mittelbar oder unmittelbar mit dem Ölauslass verbunden ist. Die Umfangsseitenwand dient als zusätzliche Abscheideflächen für Ölpartikel, wodurch die Abscheideeffizienz weiter erhöht wird. Die bezüglich der Achse schräge Anordnung der Umfangsseitenwand wirkt bei der Rotation des Flügelrads wie ein Gefälle, das die aufgrund der Zentrifugalkraft radial nach außen getragenen Ölpartikeln zum Ölaustragkanal leitet.
  • Des Weiteren kann vorteilhafterweise das Gesamtvolumen des mindestens einen Hohlraums des Flügelrads größer oder gleich dem während einer Umdrehung des Flügelrads zugeführten Volumen an Aerosol sein. Auf diese Weise kann das gesamte durch den Ölabscheider beförderte Aerosol von Öl befreit werden. So wird verhindert, dass ungereinigtes oder nicht ausreichend gereinigtes Aerosol in den Gasauslass gelangt.
  • Das Flügelrad kann vorteilhafterweise mit einer Antriebsquelle, insbesondere einem Elektromotor, einem Fluidantrieb insbesondere in Verbindung mit einem Kühlwasserkreislauf, einem Motor-Ölkreislauf oder einer Kraftstoffzuleitung, einem Lüfterradantrieb, einem Antrieb über einen Differenzdruck eines Turboladers, oder mit der Brennkraftmaschine insbesondere über eine Kurbelwelle, eine Nockenwelle oder einen Keilriemen, antreibbar verbunden sein. Das Flügelrad kann so mit größtmöglicher, vorzugsweise einstellbarer, Drehgeschwindigkeit angetrieben werden. Die Drehgeschwindigkeit kann vorteilhafterweise einfach an die Ausdehnungen des Hohlraums in Umfangsrichtung und in radialer Richtung angepasst werden.
  • Vorteilhafterweise kann der Hohlraum platzsparend in einem Flügel angeordnet sein. Auf diese Weise sind die Abmessungen der Hohlräume in Umfangsrichtung unabhängig von der Anzahl der Flügel. Es können so auch mit wenigen Flügeln im Verhältnis zum Durchmesser des Flügelrads schmale Hohlräume realisiert werden.
  • Beschreibung der Zeichnungen
  • Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert werden. Der Fachmann wird die in der Zeichnung, der Beschreibung und den Ansprüchen in Kombination offenbarten Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen. Es zeigen
  • 1 schematisch einen Längsschnitt eines Ölabscheiders mit einem Flügelrad mit taschenartigen Hohlräumen gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel;
  • 2 schematisch einen Querschnitt des Ölabscheiders aus der 1 entlang einer dortigen Schnittlinie II-II;
  • 3 schematisch einen Querschnitt eines Ölabscheiders mit einem Flügelrad mit taschenartigen Hohlräumen gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel;
  • 4 schematisch einen Längsschnitt des Ölabscheiders aus der
  • 3 entlang einer dortigen Schnittlinie IV-IV,
  • In den Figuren sind gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen.
  • Ausführungsform(en) der Erfindung
  • In den 1 und 2 ist ein Ölabscheider 10 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel eines ansonsten nicht gezeigten Kurbelgehäuseentlüftungssystems einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs gezeigt.
  • Mit dem Ölabscheider 10 wird Aerosol aus Blowby-Gas aus einem Kurbelgehäuse der Brennkraftmaschine von Öl befreit. Das abgeschiedene Öl wird dem Ölkreislauf der Brennkraftmaschine wieder zugeführt.
  • Mit dem Ölabscheider 10 werden nicht nur das Öl, sondern auch im Aerosol enthaltene andersartige feste oder flüssige Schwebstoffe abgeschieden.
  • Der Ölabscheider 10 umfasst ein zylindrisches Gehäuse 12. Das Gehäuse 12 weist einen Aerosoleinlassstutzen 14 auf, der im Zentrum einer Einlass-Stirnwand 16 angeordnet ist.
  • Der Aerosoleinlassstutzen 14 ist mit einem Innenraum 18 des Gehäuses 12 verbunden. Der Aerosoleinlassstutzen 14 verläuft konzentrisch zu einer Achse 22.
  • In der der Einlass-Stirnwand 16 gegenüber liegenden Auslass-Stirnwand 20 ist in einem bezüglich der Achse 22 radial außen liegenden Bereich ein Gasauslassstutzen 24 angeordnet, welcher ebenfalls mit dem Innenraum 18 verbunden ist.
  • Der Aerosoleinlassstutzen 14 ist mit einer nicht gezeigten Entlüftungsleitung des Kurbelgehäuses verbunden.
  • Über die Entlüftungsleitung und den Aerosoleinlassstutzen 14 wird zu reinigendes Aerosol aus dem Kurbelgehäuse dem Ölabscheider 10 zugeführt.
  • Der Gasauslassstutzen 24 ist über eine nicht gezeigte Reinluftleitung mit einer Ansaugluftleitung der Brennkraftmaschine verbunden, über die das gereinigte Reingas der Verbrennungsluft zugeführt wird.
  • Das Gehäuse 12 ist so angeordnet, dass die Achse 22 horizontal ausgerichtet ist. Der Gasauslassstutzen 24 befindet sich in einem räumlich oberen Bereich des Gehäuses 12.
  • Räumlich unten führt ein Ölauslassstutzen 26 durch eine Umfangswand 28 des Gehäuses 12. Der Ölauslassstutzen 26 verbindet den Innenraum 18 mit einer nicht gezeigten Ölrückführleitung für das abgeschiedene Öl, welche zum Ölkreislauf der Brennkraftmaschine führt.
  • Die Auslass-Stirnwand 20 weist in ihrem Zentrum eine zur Achse 22 und zum Aerosoleinlassstutzen 14 konzentrische Lagerhülse 30 auf. In der Lagerhülse 30 ist eine Welle 32 eines Flügelrads 34 koaxial zur Achse 22 drehbar gelagert. Das Flügelrad 34 ist aus Kunststoff und umfasst eine Grundscheibe 36, deren Zentrum eine Öffnung für die Welle 32 aufweist. Die Grundscheibe 36 verläuft senkrecht zur Welle 32. Die Grundscheibe 36 befindet sich auf der der Auslass-Stirnwand 20 mit der Lagerhülse 30 zugewandten Seite des Flügelrads 34.
  • Auf der der Auslass-Stirnwand 20 gegenüber liegenden Seite erstreckt sich eine rohrförmige Nabe 38 koaxial zur Achse 22, die mit der Grundscheibe 36 einstückig verbunden ist. Über die Nabe 38 ist das Flügelrad 34 drehfest mit der Welle 32 verbunden. Außerhalb des Gehäuses 12 ist die Welle 32 mit einem Elektromotor 39 antreibbar verbunden.
  • Die Ausdehnung des Flügelrads 34 in axialer Richtung ist etwas kleiner als die axiale Ausdehnung des Innenraums 18 im Bereich des Flügelrades 34. Der Außendurchmesser der Nabe 38 ist kleiner als der Innendurchmesser des Aerosoleinlassstutzens 14.
  • Eine Vielzahl von Flügeln 40 erstreckt sich gleichmäßig verteilt sternförmig jeweils radial zur Achse 22 von der Nabe 38 zur radial äußeren Umfangsseite der Grundscheibe 36. Die Flügel 40 stehen senkrecht auf der Grundscheibe 36. Die Flügel 40 sind einstückig mit der Nabe 38 und der Grundscheibe 36 verbunden. Jeweils zwei benachbarte Flügel 40 bilden eine vordere Radialseitenwand 40a und eine hintere Radialseitenwand 40b von je einem taschenartigen Hohlraum 42. Die Hohlräume 42 werden an einer Seite von der Grundscheibe 36 begrenzt. Die Hohlräume 42 sind insbesondere in der 2 gezeigt.
  • Radial außerhalb des Flügelrads 34 ist eine zylindrische Zwischenwand 44 angeordnet, welche einen Ölsammelringraum 46 im radial äußeren Bereich des Innenraums 18 abtrennt. Der Ölsammelringraum 46 umgibt das Flügelrad 34 radial außen. Die Zwischenwand 44 weist eine Vielzahl von Durchlassöffnungen 48 auf, durch das Öl, welches gegen die Zwischenwand 44 geschleudert wird, hindurch treten kann, und sich im Ölsammelringraum 46 sammelt. Aus dem Ölsammelringraum 46 führt der Ölauslassstutzen 26 heraus.
  • Der Gasauslassstutzen 24 ist in radialer Richtung zwischen der radial äußeren Umfangsseite des Flügelrads 34 und der Zwischenwand 44 angeordnet. Auf der dem Innenraum 18 zugewandten Seite ist die Öffnung des Gasauslassstutzens 24 von einem mit der Auslass-Seitenwand 20 einstückig verbundenen Kragen 50 umgeben, welcher sich in axialer Richtung erstreckt.
  • Beim Betrieb des Ölabscheiders 10 wird das Flügelrad 34 mit der Welle 32 in Drehrichtung, angedeutet durch einen Pfeil 54, mit größtmöglicher Drehzahl angetrieben. Das Aerosol wird in Richtung eines Pfeils 52 dem Aerosoleinlassstutzen 14 zugeführt. Von dort aus strömt es in axialer Richtung an der Welle 32 vorbei zentrumsnah in Richtung von Pfeilen 55 in den Innenraum 18. Das Aerosol strömt aus dem Aerosoleinlassstutzen 14 im Bereich der Nabe 38, also radial innen in die Hohlräume 42.
  • Das Aerosol wird durch die Drehung des Flügelrads 34 in den Hohlräumen 42 kreisförmig beschleunigt. Die Ausdehnungen der Hohlräume 42 in Umfangsrichtung und die Ausdehnung der Hohlräume 42 in radialer Richtung sind so aneinander angepasst, dass bei rotierendem Flügelrad 34 das Aerosol in den Hohlräumen 42 mit beschleunigt wird, wobei die im Aerosol enthaltenen Ölpartikel aufgrund der Masseträgheit an den in Drehrichtung 54 hinteren Radialseitenwänden 40b der Hohlräume 42, welche durch die jeweiligen Flügel 40 gebildet werden, abgeschieden werden. Die Ausdehnung der Hohlräume 42 in Umfangsrichtung wird in diesem Ausführungsbeispiel durch den Abstand der Flügel 40 vorgegeben. Bei gleichmäßiger Verteilung bestimmt die Anzahl der Flügel 40 den Abstand der Flügel 40.
  • Aufgrund der Zentrifugalkraft wird das an den hinteren Radialseitenwänden 40b abgeschiedene Öl radial nach außen befördert und von den radial äußeren Rändern der Flügel 40 nach außen gegen die Zwischenwand 44 geschleudert. Das abgeschleuderte Öl gelangt durch die Durchlassöffnungen 48 der Zwischenwand 44 in den Ölsammelringraum 46. Dort fließt es der Schwerkraft folgend räumlich nach unten, läuft in Richtung eines Pfeils 56 durch den Ölauslassstutzen 26 in die Ölrückführleitung ab und wird dem Ölkreislauf zugeführt. Durch die Zwischenwand 44 wird verhindert, dass das abgetrennte Öl aus dem Ölsammelringraum 46 durch Ringgasströme oder Turbulenzen, welche durch die Rotation des Flügelrads 40 hervorgerufen werden, am Abfließen gehindert wird oder gar in das Reingas zurück gelangt.
  • Das von Öl befreite Reingas strömt in Richtung eines Pfeils 58 durch den Gasauslassstutzen 24 zur Reingasleitung und wird der Verbrennungsluft zugeführt.
  • Das Gesamtvolumen der Hohlräume 42 ist größer oder gleich dem während einer Umdrehung des Flügelrades 34 zugeführten Volumen an Aerosol. Auf diese Weise wird die Abscheidekapazität des Ölabscheiders 10 nicht überschritten, so dass das gesamte zugeführte Aerosol gereinigt wird.
  • Bei einem zweiten Ausführungsbeispiel, dargestellt in den 3 und 4, sind diejenigen Elemente, die zu denen des ersten, in den 1 und 2 beschriebenen Ausführungsbeispiels ähnlich sind, mit denselben Bezugszeichen zuzüglich 100 versehen, so dass bezüglich deren Beschreibung auf die Ausführungen zum ersten Ausführungsbeispiel Bezug genommen wird. Dieses Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von ersten dadurch, dass die Hohlräume 242 im Inneren der hohlen Flügel 240 des Flügelrads 234 ausgebildet sind. Jeder Hohlraum 242 ist radial außen durch eine Umfangsseitenwand 260 begrenzt. Die Umfangsseitenwände 260 verlaufen schräg zur Achse 222. Im Bereich seines radial äußeren Endes weist jeder Hohlraum 242 jeweils einen in der 4 gezeigten Ölaustragkanal 262 auf, der den Hohlraum 242 mit dem Innenraum 218 des Gehäuses 212 verbindet. Die Achse 222 erstreckt sich im Unterschied zum ersten Ausführungsbeispiel in vertikaler Richtung.
  • Die Ölaustragkanäle 262 befinden sich in einer scheibenförmigen Stirnwand 264, welche räumlich oben einstückig mit den Flügeln 240 verbunden ist und die Hohlräume 242 oben begrenzt. Die Ausdehnung der oberen Stirnwand 264 in radialer Richtung ist größer als die radialen Ausdehnungen separater unterer Stirnwände 266 der Flügel 240. In der oberen Stirnwand 264 befinden sich auch Reingasaustragskanäle 268 zu den Hohlräumen 242 für das von dem Öl befreite Reingas.
  • Die Reingasaustragskanäle 268 fluchten der Öffnung eines Reingasringkanals 270 des Gehäuses 212, der mit einem Gasauslassstutzen 224 verbunden ist. Der Reingasringkanal 270 ist mittels zweier Ringdichtungen 272 in der 4 gezeigt gegen die obere Stirnwand 264 abgedichtet. Die Reingasaustragskanäle 268 befinden sich zwischen den Ringdichtungen 272. Durch die Ringdichtungen 272 wird verhindert, dass abgeschiedenes Öl aus dem Innenraum 218 in den Reingasringkanal 270 gelangt, was zur Verschmutzung des Reingases führen würde.
  • Die Welle 232, mit der Flügelrad 234 angetrieben wird, ist innen hohl und bildet den Aerosoleinlassstutzen 214 mit.
  • Der Ölauslassstutzen 226 befindet sich in der unteren Stirnwand 213 des zylindrischen Gehäuses 212.
  • Im Betrieb wird das Flügelrad 234 in Drehrichtung 254 um die Achse 222 drehend angetrieben. Das Aerosol strömt in Richtung eines Pfeils 252 in den Aerosoleinlassstutzen 214 ein und gelangt von dort aus durch die Welle 232 radial von innen in die Hohlräume 242. Dort wird analog zum ersten Ausführungsbeispiel bei rotierendem Flügelrad 234 das Aerosol in den Hohlräumen 242 mit beschleunigt. Das Öl wird aufgrund der Masseträgheit an den in Drehrichtung 254 hinteren Radialseitenwänden 240b der Hohlräume 242 abgeschieden. Das abgeschiedene Öl wird aufgrund der Zentrifugalkraft radial nach außen befördert und gelangt zu den Umfangsseitenwänden 260. Dort wird es aufgrund der Zentrifugalkraft entlang der Schräge zu den Ölaustragkanälen 262 transportiert. Durch die Ölaustragkanäle 262 gelangt das Öl nach außen in den Innenraum 218. Das Öl sinkt aufgrund der Schwerkraft nach unten und fließt durch den Ölauslassstutzen 226 aus dem Gehäuse 212 heraus in die nicht gezeigte Ölrückführleitung, von wo aus es den Motorölkreislauf zugeführt wird.
  • Das Reingas gelangt entlang von in 4 gezeigten Pfeilen 258 aus den Hohlräumen 242 durch die Reingasaustragskanäle 268 in den Reingasringkanal 270. Aus dem Reingasringkanal 270 strömt das Reingas in den Gasauslassstutzen 224 und von dort aus über die nicht gezeigte Reinluftleitung zur Verbrennungsluft.
  • Bei allen oben beschriebenen Ausführungsbeispielen eines Ölabscheiders 10; 110 sind unter anderem folgende Modifikationen möglich:
    Die Erfindung ist nicht beschränkt auf Ölabscheider 10; 110 von Kurbelgehäuseentlüftungssystemen von Brennkraftmaschinen. Vielmehr kann sie auch bei andersartigen Entlüftungssystemen von Kraftfahrzeugen oder auch in anderen technischen Bereichen, beispielsweise bei Industriesystemen, insbesondere Industriemotoren, verwendet werden.
  • Statt eines Elektromotors 39; 239 kann auch eine andersartige Antriebsquelle für das Flügelrad 34; 234 vorgesehen sein. Beispielsweise ein Fluidantrieb vorgesehen sein, der mit einem Kühlwasserkreislauf, einem Motorölkreislauf oder einer Kraftstoffleitung verbunden ist, und die dortige Fluidströmung verwendet. Es kann ein Lüfterradantrieb oder ein Antrieb über ein Differenzdruck eines Turboladers Verwendung finden. Alternativ kann auch ein Antrieb vorgesehen sein, der direkt mit der Brennkraftmaschine, beispielsweise über eine Kurbelwelle, eine Nockenwelle oder einen Keilriemenantrieb verbunden ist.
  • Die Radialseitenwände 40a, 40b; 240a, 240b können sich auch schräg zu einer zur Achse 22; 222 orthogonalen Ebene erstrecken.
  • Das Flügelrad kann auch fest in dem Gehäuse angeordnet und gemeinsam mit diesem drehbar sein.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 10236332 A1 [0003]

Claims (8)

  1. Ölabscheider (10; 210) eines Entlüftungssystems insbesondere eines Kraftfahrzeugs, insbesondere eines Kurbelgehäuseentlüftungssystems einer Brennkraftmaschine, zur Abscheidung wenigstens von Öl aus einem Aerosol, aufweisend ein Gehäuse (12; 212) mit einem Aerosoleinlass (14; 214) für das Aerosol, einem Gasauslass (24; 224) für von dem Öl befreites Reingas, einem Ölauslass (26; 226) für das abgeschiedene Öl, ein Flügelrad (34; 234) mit einer Vielzahl von sternförmig angeordneten Flügeln (40; 240), das in dem Gehäuse (12; 212) angeordnet ist, wobei wenigstens das Flügelrad (34; 234) um eine Achse (22; 222) drehbar angetrieben ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Flügelrad (34; 234) wenigstens einen taschenartigen Hohlraum (42; 242) aufweist, der zumindest durch zwei gegenüberliegende Radialseitenwände (40a, 40b; 240a, 240b) begrenzt ist, die sich senkrecht oder schräg zu einer zur Achse (22; 222) orthogonalen Ebene vom Zentrum des Flügelrads (34; 234) zur Außenseite erstrecken, und der Hohlraum (42; 242) mit dem Gasauslass (24; 224), im Bereich des Zentrums des Flügelrads (34; 234) mit dem Aerosoleinlass (14; 214) und im Bereich der Außenseite des Flügelrads (34; 234) mit dem Ölauslass (26; 226) verbunden ist, wobei die Ausdehnung des Hohlraums (42; 242) in Umfangsrichtung und die Ausdehnung des Hohlraums (42; 242) in radialer Richtung aneinander angepasst sind, derart, dass bei rotierendem Flügelrad (34; 234) das Aerosol in dem Hohlraum (42; 242) mit beschleunigt wird, wobei das Öl aufgrund der Masseträgheit an der in Drehrichtung (54; 254) hinteren Radialseitenwand (40b; 240b) abgeschieden und das abgeschiedene Öl aufgrund der Zentrifugalkraft radial nach außen befördert wird.
  2. Ölabscheider nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (12) einen Ölsammelringraum (46) für das abgeschiedene Öl aufweist, welcher das Flügelrad (34) radial außen umgibt und der auf seiner dem Flügelrad (34) zugewandten radial inneren Seite mit einer Zwischenwand (44) begrenzt ist, die eine Vielzahl von Durchlassöffnungen (48) für das abgeschiedene Öl aufweist, und der mit dem Ölauslass (26) verbunden ist.
  3. Ölabscheider nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Gasauslass (24) in einer Stirnwand (20) des Gehäuses (12) in radialer Richtung zwischen der Außenseite des Flügelrads (34) und der Zwischenwand (44) angeordnet ist.
  4. Ölabscheider nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Gasauslass (24) auf der Innenseite des Gehäuses (12) einem Kragen (50) aufweist.
  5. Ölabscheider nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlraum (242) radial außen durch eine Umfangsseitenwand (260) begrenzt ist, die schräg zur Achse (222) verläuft, und der Hohlraum (242) im Bereich seines radial äußeren Endes einen Ölaustragkanal (262) für das abgeschiedene Öl aufweist, der mittelbar oder unmittelbar mit dem Ölauslass (226) verbunden ist.
  6. Ölabscheider nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gesamtvolumen des mindestens einen Hohlraums (42; 242) des Flügelrads (34; 234) größer oder gleich dem während einer Umdrehung des Flügelrades (34; 234) zugeführten Volumen an Aerosol ist.
  7. Ölabscheider nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Flügelrad (34; 234) mit einer Antriebsquelle, insbesondere einem Elektromotor (39; 239), einem Fluidantrieb insbesondere in Verbindung mit einem Kühlwasserkreislauf, einem Motor-Ölkreislauf oder einer Kraftstoffzuleitung, einem Lüfterradantrieb, einem Antrieb über einen Differenzdruck eines Turboladers, oder mit der Brennkraftmaschine insbesondere über eine Kurbelwelle, eine Nockenwelle oder einen Keilriemen, antreibbar verbunden ist.
  8. Ölabscheider nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlraum (242) in einem der Flügel (240) angeordnet ist.
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