DE102018124647B4 - Einrichtung zum Abscheiden von Partikeln aus einem Gasstrom, Partikelabscheider und Kurbelgehäuseentlüftungssystem - Google Patents

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Abstract

Einrichtung (51) zum Abscheiden von Partikeln aus einem Gasstrom in einem Verbrennungsmotor (1), umfassend:- einen eine Strömungsdurchtrittsöffnung (27, 109) begrenzenden Ventilsitz (73); und- ein bewegbares Ventilglied (55), das zwischen einer Schließposition, in der das Ventilglied (55) in einen Anschlagkontakt mit dem Ventilsitz (73) gebracht ist, wobei der Anschlagkontakt eine axiale Anschlagstelle festlegt, und wenigstens einer Öffnungsposition verlagerbar ist, in der das Ventilglied (55) von der axialen Anschlagstelle in einer axialen Stellrichtung (A) bewegt ist; wobei wenigstens eine Anschlagkontaktfläche (71, 77) des Ventilglieds (55) und/oder des Ventilsitzes (73) derart konturiert ist, dass Fluiddurchtritt in der Schließposition zugelassen ist, dadurch gekennzeichnet, dass in der Schließposition ein wenigstens abschnittsweise umlaufender Spalt zwischen Ventilglied (55) und Ventilsitz (73) besteht und eine Spalterstreckung in Umfangsrichtung (U) und/oder eine Spaltabmessung in Axialrichtung in Abhängigkeit eines vordefinierten einzustellenden Leckage-Gasvolumenstroms bemessen ist.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Abscheiden von Partikeln, insbesondere Ölpartikeln, aus einem Gasstrom, vorzugsweise aus einem Blow-By-Gas einer Kurbelgehäuseentlüftung, in einem Verbrennungsmotor. Ferner betrifft die vorliegende Erfindung einen Partikelabscheider mit wenigstens zwei gattungsgemäßer Einrichtungen zum Abscheiden von Partikeln, wie Ölpartikeln, aus einem Gasstrom, vorzugsweise aus einem Blow-By-Gas einer Kurbelgehäuseentlüftung, in einem Verbrennungsmotor. Die Erfindung betrifft auch ein Kurbelgehäuseentlüftungssystem eines Verbrennungsmotors.
  • Generell sind Abscheider, insbesondere Ölabscheider, im Stand der Technik bekannt. Es existieren im Allgemeinen zwei Gattungen von Abscheidern, nämlich aktive Abscheider und passive Abscheider. Aktive Abscheider kennzeichnen sich dadurch, dass zusätzliche Energie aufgewendet wird, mit welcher die Partikel, insbesondere Ölpartikel, beaufschlagt werden, um eine erhöhte Effizienz bei der Abscheidung zu erzielen. Beispielsweise ist ein Elektro-Abscheidungssystem bekannt, bei dem Partikel elektrisch aufgeladen werden, sodass diese von einer gegenpoligen Oberfläche angezogen und anschließend abgeschieden werden können. Bei passiven Abscheidern wird keine zusätzliche Energie in das System eingebracht. Beispielsweise nutzen passive Abscheider die kinetische Energie der Gasströmung. Die Partikel werden dabei beispielsweise durch ein Labyrinth oder einen Zyklon geleitet und somit durch die Massenträgheit der Partikel von der Gasströmung separierbar, wodurch die Partikel aus dem Gasstrom abgeführt werden können, welcher dann bereinigt ist. Insbesondere bei Ölabscheidern werden die Ölpartikel in den Ölkreislauf zurückgeführt und der gereinigte Gasstrom in die Ansaugluft des Verbrennungsmotors zurückgeführt.
  • Aus DE 20 2010 001 191 U1 ist ein Ölabscheideventil bekannt, bei dem ein federvorgespannter Ventilteller mit einem stationären Ventilsitz, der eine Öffnung zum Hindurchströmen des Gasstroms definiert, zusammenwirkt. Dabei sind in dem Teller Gasdurchtrittsöffnungen vorgesehen, die auch im geschlossenen Zustand des Ölabscheideventils einen Gasstrom durch die Ventilsitzöffnung ermöglichen, um dabei eine Flüssigkeitsabscheidefunktion bereitzustellen. An derartigen Abscheideeinrichtungen hat sich als nachteilig erweisen, dass die Abscheidewirkung solcher Gasdurchtrittsöffnungen, insbesondere die Anzahl möglicher Gasdurchtrittsöffnungen, begrenzt ist.
    DE 20 2005 009 990 U1 offenbart eine Vorrichtung zum Abscheiden von Ölteilchen aus dem Kurbelgehäuseentlüftungsgas einer Brennkraftmaschine. DE 10 2010 029 322 A1 offenbart ein Druckbegrenzungsventil einer Vorrichtung zum Entlüften des Kurbelgehäuses einer Brennkraftmaschine und eine Vorrichtung mit einem solchen Druckbegrenzungsventil. DE 20 2016 104 363 U1 offenbart ein Ventil zur Steuerung zumindest eines ersten Flusses zumindest eines Fluids innerhalb eines Kraftfahrzeugs entlang eines ersten Fluidpfades von zumindest einem Ventileingang zu zumindest einem Ventilausgang umfassend zumindest einen bezüglich des Fluidflusses zwischen dem Ventileingang und dem Ventilausgang angeordneten Ventilsitz, wobei der Ventilsitz in zumindest einer Geschlossenstellung mittels zumindest eines Ventilgliedes zumindest bereichsweise verschließbar ist. DE 10 2008 044 857 A1 offenbart eine Vorrichtung zum Abscheiden von Ölteilchen aus dem Kurbelgehäuseentlüftungsgas einer Brennkraftmaschine. WO 2016/184768 A1 offenbart eine Vorrichtung zum Abscheiden von flüssigen und/oder partikelförmigen Verunreinigungen aus einem Gasstrom. DE 10 2004 049 089 A1 offenbart eine Vorrichtung zur Abscheidung von Flüssigkeit aus einem Gasstrom.
  • Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Nachteile aus dem Stand der Technik zu verbessern, insbesondere einen Abscheider zum Abscheiden von Partikeln aus einem Gasstrom, einen Partikelabscheider bzw. ein Kurbelgehäuseentlüfungssystem bereitzustellen, bei dem die Abscheiderate sowohl in der Öffnungsposition als auch in der Schließposition des Ventilglieds deutlich verbessert ist.
  • Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche 1, 10, 13 bzw. 14 gelöst.
  • Danach ist eine Einrichtung zum Abscheiden von Partikeln, wie Ölpartikeln, aus einem Gasstrom, vorzugsweise aus einem Blow-By-Gas einer Kurbelgehäuseentlüftung, in einem Verbrennungsmotor vorgesehen. Eine erfindungsgemäße Einrichtung zum Abscheiden von Partikeln wird im Folgenden auch kurz als Abscheideeinrichtung bezeichnet. Für den spezifischen Einsatz zum Abscheiden von Ölpartikeln bietet sich die Bezeichnung Ölabscheider bzw. Ölabscheideeinrichtung an. Bei einer beispielhaften Anwendung eines erfindungsgemäßen Abscheiders in einem Kraftfahrzeug bei einem Verbrennungsmotor entstehen Blow-By-Gase zwischen einem Arbeitskolben und einem Zylinder, in dem der Arbeitskolben aufgenommen ist, in einen Kurbelgehäuseinnenraum des Verbrennungsmotors. Alternativ treten sogenannte Blow-By-Gase auch zwischen Zylinder und Zylinderkopf und/oder zwischen Zylinderkopf und Zylinderkopfhaube eines Verbrennungsmotors, wie eines Hubkolbenmotors, auf. Blow-By-Gase enthalten in der Regel neben Luft und Öl auch Verbrennungsgase und unverbrannte Kraftstoffbestandteile, die negative Auswirkungen auf die Funktion des Verbrennungsmotors haben können. Beispielsweise wird der durch den Blow-By-Gas-Strom in dem Kurbelgehäuse verursachte Druckanstieg mittels einer Kurbelgehäuseentlüftung reduziert, vorzugsweise vermieden, die mittels eines Leitungssystems an die Frischluftzufuhr des Verbrennungsmotors gekoppelt ist. Im Verlauf der Strömungsrichtung innerhalb der Kurbelgehäuseentlüftung kann beispielsweise eine erfindungsgemäße Abscheideeinrichtung angeordnet sein, insbesondere derart, dass der Verbrennungsgase und/oder unverbrannte Kraftstoffbestandteile umfassende Blow-By-Gas-Strom der Abscheideeinrichtung zugeführt wird, in welcher eine Abscheidung, insbesondere Ölabscheidung, von Partikeln, wie Ölpartikeln, erfolgt, so dass die abgeschiedenen Partikel von dem Gasstrom separiert abgeführt werden können und der vorzugsweise bereinigte Gasstrom der Frischluftzufuhr zugeführt werden kann, ohne dass eine Beschädigung des Verbrennungsmotors einhergeht. Bei den erfindungsgemäßen Abscheideeinrichtungen handelt es sich vorzugsweise um passive Abscheideeinrichtungen, bei denen, wie bereits oben ausgeführt wurde, keine zusätzliche Energie in das Abscheidesystem eingebracht wird.
  • Die erfindungsgemäße Abscheideeinrichtung umfasst einen eine Strömungsdurchtrittsöffnung begrenzenden Ventilsitz. Der Ventilsitz ist dabei derart in Bezug auf den Gasstrom anzuordnen, dass der Gasstrom wenigstens teilweise durch die Strömungsdurchtrittsöffnung hindurch gelangen kann. Vorzugsweise definiert die Abscheideeinrichtung einen Abscheideraum, der sich stromabwärts des Ventilglieds bzw. der Strömungsdurchtrittsöffnung befindet und in den der Gasstrom über die Strömungsdurchtrittsöffnung gelangen kann. Eine dem Gasstrom zugewandte Seite des Ventilsitzes kann dabei beispielsweise die Form einer ebenen Platte aufweisen. Die Strömungsdurchtrittsöffnung kann von der dem Gasstrom zugewandten Seite durch den Ventilsitz bis zu einer dem Gasstrom abgewandten, vorzugweise dem Abscheideraum zugewandten, Seite vorzugweise kontinuierlich verlaufen. Beispielsweise besitzt die Strömungsdurchtrittsöffnung eine eckige, ovale oder runde, vorzugsweise kreisrunde Gestalt.
  • Die erfindungsgemäße Abscheideeinrichtung umfasst außerdem ein bewegbares Ventilglied. Das Ventilglied ist dabei zwischen einer Schließposition, in der das Ventilglied in einen Anschlagkontakt mit dem Ventilsitz gebracht ist und wenigstens einer Öffnungsposition verlagerbar, in der das Ventilglied aus dem Anschlagkontakt entfernt und in einer axialen Stellrichtung bewegt ist. Der Anschlagkontakt kann eine axiale Anschlagstelle definieren, wobei axial in Bezug auf die axiale Stellrichtung zu verstehen ist. Bei der Bewegung des Ventilglieds aus einer Öffnungsposition in die Schließposition, das heißt in den Anschlagkontakt mit dem Ventilsitz, welcher durch die axiale Anschlagstelle definiert ist, führt das Ventilglied eine axiale Bewegung in einer zur axialen Stellrichtung entgegengesetzten axialen Schließrichtung durch. Diese ist im Wesentlichen parallel und entgegengesetzt zu der axialen Stellrichtung orientiert, wobei sowohl die axiale Stellrichtung als auch die axiale Schließrichtung allgemein als Axialrichtung bezeichnet werden können, jedoch mit entgegengesetzter Orientierung. Als Öffnungsposition kann insbesondere jede Stellung des Ventilglieds bezüglich des Ventilsitzes verstanden werden, in der kein Anschlagkontakt zwischen Ventilglied und Ventilsitz besteht, also das Ventilglied sich nicht in der Anschlagstelle befindet.
  • Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist wenigstens eine Anschlagkontaktfläche des Ventilglieds und/oder des Ventilsitzes derart konturiert, dass Fluiddurchtritt in der Schließposition zugelassen ist. Dabei können diejenigen Oberflächen des Ventilglieds bzw. des Ventilsitzes wenigstens eine Anschlagkontaktfläche bilden, die in der axialen Anschlagstelle in einem Anschlagkontakt stehen. Durch die Konturierung der Anschlagkontaktfläche, also derjenigen Fläche, die in der Schließstellung des Ventilglieds in Kontakt mit dem jeweiligen Bauteil, Ventilsitz oder Ventilglied, ist, um eigentlich einen Fluiddurchtritt durch die Strömungsdurchtrittsöffnung zu verhindern, ist es dem Gasstrom möglich, selbst in der Schließstellung des Ventilglieds durch die Strömungsdurchtrittsöffnung in den Abscheideraum zu gelangen, um auch in der Schließstellung ein gewisses Maß an Abscheidewirkung zu erzeugen. Dadurch kann die Effizienz der Abscheideeinrichtung deutlich erhöht werden. Beispielsweise sind sowohl die Strömungsdurchtrittsöffnung als auch das Ventilglied im Wesentlichen rotationssymmetrisch ausgebildet und/oder im Wesentlichen zueinander koaxial angeordnet. Das Ventilglied ist dabei in einer zur Axialrichtung, also der axialen Stellrichtung bzw. axialen Schließrichtung, querliegenden, insbesondere senkrechten, Radialrichtung größer bemessen als eine entsprechende Abmessung der Strömungsdurchtrittsöffnung. Beispielsweise umfasst das Ventilglied eine tellerartige Gestalt, wobei insbesondere der Teller radial außenseitig einen umlaufenden Kragenabschnitt aufweisen kann, der mit dem Ventilsitz in den Anschlagkontakt gerät.
  • Die wenigstens eine Anschlagkontaktfläche des Ventilglieds und/oder des Ventilsitzes ist nicht auf eine bestimmte Struktur beschränkt, sondern kann einen beliebigen Konturverlauf haben, solange sichergestellt ist, dass in der Schließposition ein Fluiddurchtritt ermöglicht ist. Beispielsweise können die Anschlagkontaktfläche des Ventilsitzes und die Anschlagkontaktfläche des Ventilglieds derart aufeinander formabgestimmt sein, dass ein Fluiddurchtritt in der Schließposition zugelassen ist.
  • Gemäß einer beispielhaften Ausführung der erfindungsgemäßen Abscheideeinrichtung umfasst die Konturierung der wenigstens einen Anschlagkontaktfläche des Ventilglieds und/oder des Ventilsitzes wenigstens einen Vorsprung und/oder wenigstens eine Vertiefung. Der wenigstens eine Vorsprung und/oder die wenigstens eine Vertiefung kann beispielsweise den erfindungsgemäßen Effekt bewirken, dass die einander zugewandten Anschlagkontaktflächen des Ventilglieds und des Ventilsitzes nicht vollständig kontaktierend aufeinander liegen, wobei ein Fluiddurchtritt verhindert wäre, sondern wenigstens abschnittsweise, insbesondere in einer bezüglich der Axialrichtung betrachteten Umfangsrichtung abschnittsweise, nicht in Kontakt miteinander sind, um den Fluiddurchtritt zu gewährleisten. Gemäß einer beispielhaften Weiterbildung der vorliegenden Erfindung ist der wenigstens eine Vorsprung und/oder die wenigstens eine Vertiefung geradlinig gestaltet und/oder im Wesentlichen senkrecht zur Axialrichtung orientiert. Insbesondere kann eine Gruppe von mehreren Vorsprüngen und/oder eine Gruppe von mehreren Vertiefungen an der wenigstens einen Anschlagkontaktfläche des Ventilglieds und/oder des Ventilsitzes in Umfangsrichtung bezüglich der axialen Stellrichtung gleichmäßig verteilt angeordnet sein. Beispielsweise besitzen je zwei benachbarte Vertiefungen bzw. Vorsprünge äquidistante Abstände zueinander.
  • Gemäß der erfindungsgemäßen Abscheideeinrichtung besteht in der Schließposition ein wenigstens abschnittsweise umlaufender Spalt zwischen Ventilglied und Ventilsitz. Anders ausgedrückt besteht wenigstens abschnittsweise in Umfangsrichtung kein Kontakt zwischen Ventilglied und Ventilsitz, insbesondere zwischen den einander zugewandten Anschlagkontaktflächen von Ventilglied und Ventilsitz.
  • Gemäß der erfindungsgemäßen Abscheideeinrichtung ist eine Spalterstreckung in Umfangsrichtung und/oder eine Spaltabmessung in Axialrichtung in Abhängigkeit eines vordefinierten einzustellenden Leckage-Gasvolumenstroms bemessen. Es sei klar, dass je nach Einsatzort und Anwendungsgebiet der erfindungsgemäßen Abscheideeinrichtung unterschiedlich hohe Leckage-Gasvolumenströme gewollt sein können. Mittels vordefinierter und einzustellender Spaltabmessungen in Umfangsrichtung sowie in Axialrichtung kann der zugelassene Leckage-Gasvolumenstrom beschränkt werden. Das Ventilglied kann in Axialrichtung derart beweglich bezüglich des Ventilsitzes gelagert sein, dass sich das Ventilglied in einem unbetätigten Zustand der Abscheideeinrichtung in der Schließposition befindet. Sobald der Gasstrom auf die Abscheideeinrichtung auftrifft, ist ein bestimmter Leckage-Gasvolumenstrom durch die Strömungsdurchtrittsöffnung zugelassen. Dabei übt der Gasstrom eine insbesondere von der Gasstromgeschwindigkeit abhängende Druckkraft auf das Ventilglied in Richtung der axialen Stellrichtung aus, wobei die Gewichtskraft des Ventilglieds beispielsweise der Druckkraft des Gasstroms entgegenwirkt. Sobald die Gasstromdruckkraft die das Ventilglied in der Schließposition haltende Kraft, vorzugsweise die Gewichtskraft des Ventilglieds überwindet, wird das Ventilglied aus der Schließposition, also der Anschlagstelle, in der axialen Stellrichtung in eine Öffnungsposition bewegt, um einen erhöhten Gasdurchtrittsstrom durch die Strömungsdurchtrittsöffnung zuzulassen und einen erhöhten Staudruck zu vermeiden.
  • Gemäß einer beispielhaften Ausführung der erfindungsgemäßen Abscheideeinrichtung umfasst die wenigstens eine Anschlagkontaktfläche eine Anströmkante, welche vorzugsweise stromaufwärts angeordnet ist, und eine Strömungsaustrittskante, welche vorzugsweise stromabwärts angeordnet ist. Ein sich von der Anströmkante hin zur Strömungsaustrittskante erstreckender Fluiddurchtrittskanal, welcher vorzugsweise durch die Konturierung gebildet ist, ist beispielsweise gekrümmt gestaltet, insbesondere um den Gasstrom umzulenken und/oder zu führen. Der Fluiddurchtrittskanal kann beispielsweise derart gekrümmt sein, dass aufgrund von Impakt der Partikel des Gasstroms an Strömungsleitflächen, die beispielsweise von einer den Fluiddurchtrittskanal bildenden Wandung realisiert sind, des Fluiddurchtrittskanals sich die Partikel aus dem Gasstrom abscheiden. Dadurch kann eine erhöhte Abscheiderate bzw. Abscheideeffizienz der erfindungsgemäßen Abscheideeinrichtung erzielt werden.
  • In einer beispielhaften Ausführung einer erfindungsgemäßen Abscheideeinrichtung spannt eine Feder, vorzugsweise eine Schraubenfeder, das Ventilglied in Axialrichtung, vorzugsweise in Schließrichtung, insbesondere entgegen der axialen Stellrichtung, in die Schließposition vor. Die Feder kann sich beispielsweise an dem Ventilglied abstützen und ein Verlagern des Ventilglieds in die Schließposition veranlassen. Die Feder kann beispielsweise derart ausgelegt sein, dass sie sich in der Schließposition des Ventilglieds in einem unbetätigten, undeformierten Ruhezustand befindet, oder zu einem gewissen Betrag vorgespannt, insbesondere vordeformiert, ist, so dass kontinuierlich, das heißt auch in der Schließposition, eine Federkraft auf das Ventilglied in axialer Schließrichtung wirkt, wodurch sich beispielsweise das Ansprechverhalten des Ventilglieds einstellen und/oder verbessern lässt. Mit Ansprechverhalten ist im Allgemeinen die Reaktionsfähigkeit des Ventilglieds auf Gasdruckschwankungen gemeint.
  • Gemäß einer Weiterbildung der vorliegenden Erfindung ist eine Federkonstante derart gewählt und/oder eine senkrecht zur axialen Stellrichtung orientierte bzw. liegende Fluiddurchtrittsfläche, die sich aufgrund der Konturierung in der Schließstellung ergibt, derart insbesondere in Bezug auf eine Gesamtanströmfläche des Ventilglieds bemessen, dass ein Fluiddurchtrittsvolumen in der Schließstellung bis zu vorzugsweise 20 l/min, insbesondere 30 l/min, 40 l/min, 50 l/min oder 60 l/min gewährleistet ist, bevor das Ventilglied die Schließposition in der axialen Stellrichtung verlässt. Als Gesamtanströmfläche des Ventilglieds kann beispielsweise diejenige Oberfläche des Ventilglieds bezeichnet sein, welche mit dem auftreffenden Gasstrom in Kontakt geraten kann, das heißt von diesem angeströmt werden kann. Die Feder übt demnach eine der Druckkraft des Fluidstroms entgegengesetzt orientierte Federkraft aus, die das Ventilglied in die Schließposition drückt und insbesondere solange in der Schließposition hält, bis die durch den Gasstrom aufgebrachte Druckkraft die Federkraft überwindet. Dabei betrifft das bis zu diesem Zeitpunkt ermöglichte Fluiddurchtrittsvolumen den Leckage-Gasvolumenstrom in der Schließstellung. Daraus geht hervor, dass über die angegebenen Verhältnisse der einzustellende bzw. zu ermöglichende Leckage-Volumenstrom skalierbar ist, und je nach Einsatzort bzw. Anwendungsgebiet des erfindungsgemäßen Abscheiders anzupassen ist. Beispielsweise ist es von Vorteil, ein Ansprechverhalten des Ventilglieds schnell bzw. sensibel zu gestalten. Es kann auch gewünscht sein, dass bei größeren Bewegungsamplituden des Ventilglieds in der axialen Stellrichtung eine erhöhte Federkraft auf das Ventilglied wirken soll.
  • In einer beispielhaften Ausführung der erfindungsgemäßen Abscheideeinrichtung kann die Feder eine progressive Federkonstante besitzen und/oder es kann eine weitere Feder in der axialen Stellrichtung in Reihe bezüglich der einen Feder geschaltet sein. Beispielsweise kann die wenigstens eine Feder progressiv gewickelt sein. Die wenigstens eine Feder und die wenigstens eine weitere Feder können dabei derart in Axialrichtung in Reihe geschaltet sein, dass die ventilgliednahe, strömungsaufwärtige Feder eine geringere Federkonstante besitzt als die strömungsabwärtige Feder. Insbesondere stützt sich die ventilgliednahe Feder an dem Ventilglied ab und die strömungsabwärtige Feder an der ventilgliednahen Feder und/oder an einem dem Ventilsitz gegenüberliegenden Gehäuseteil, wie Deckel, der Abscheideeinrichtung ab.
  • Alternativ oder zusätzlich kann die Federkonstante linear oder exponentiell ansteigen. Neben der Verwendung progressiv gewickelter Federn und der Reihenschaltung von Federn können hierfür auch mehrere Federn parallel angeordnet werden. Es hat sich jedoch als vorteilhaft herausgestellt eine Feder mit progressiv gewickeltem Federkern und/oder eine Reihenschaltung von Federn mit unterschiedlicher Federkonstante zu verwenden und diese über den Führungszapfen zu stülpen, da dadurch insbesondere ein zusätzlicher Raumbedarf in Radialrichtung für mehrere parallel geschalteter Federn vermieden werden kann. Bezüglich der progressiven Federkennlinie hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, die Progression derart zu wählen, dass die Federkonstante mit Verlagerung des Ventilglieds in Stellrichtung ansteigt. Dadurch kann insbesondere gewährleistet werden, dass das Ventilglied auch bei geringem Fluiddruck des Gasstroms aus der Schließposition in eine Öffnungsposition verlagert werden kann, die maximaler Öffnungsposition jedoch erst bei hohen Fluiddrücken erreicht wird. Gegenüber einer Feder mit konstanter Federkennlinie kann dadurch, insbesondere bei gleicher Gesamtaxialerstreckung der Feder, das Ansprechverhalten des Ventilglieds über einen größeren Fluiddruckbereich des Gasstroms angepasst werden.
  • In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst die Einrichtung ein vorzugsweise mehrteiliges Gehäuse, wobei insbesondere das Gehäuse ein die Strömungsdurchtrittsöffnung aufweisendes Anströmgehäuseteil und ein damit verbindbares Deckelteil aufweist, wobei das Ventilglied und die Feder in dem Gehäuse gelagert sind und/oder wobei die Gehäuseteile vorzugsweise über eine Klippverbindung miteinander verbunden werden und/oder wobei das Gehäuse, insbesondere das Anströmgehäuseteil, über eine Nut-Feder Verbindung mit einem Kurbelgehäuse verbindbar ist. Vorzugsweise sind das Anströmgehäuseteil und der Ventilsitz einstückig ausgebildet.
  • Das Gehäuse begrenzt insbesondere einen Abscheideraum, in den der Gasstrom insbesondere durch die Strömungsdurchtrittsöffnung eintströmt und insbesondere über Abscheidedüsen auströmt. Bevorzugte Ausführungsformen der Abscheidedüsen sind weiter unten beschrieben. Der Abscheideraum umfasst insbesondere einen Strömungsraum zwischen dem Ventilsitz und dem Anströmgehäuseteil, insbesondere dem Ventilglied, und/oder einen Bypassraum zwischen dem Ventilglied und dem Deckelteil. Vorzugsweise sind der Strömungsraum und der Bypassraum über wenigstens eine Leckageöffnung in dem Ventilglied, über eine Konturierung einer Anschlagkontaktstelle von Ventilsitz und/oder Ventilglied, insbesondere der Anschlagstelle, und/oder über die Durchtrittsöffnung zwischen Ventilsitz und Ventilglied in einer Öffnungsposition verbunden. Der Strömungsraum wird nachfolgend auch als Spalt zwischen Ventilsitz und Ventilglied bezeichnet.
  • Das Anströmgehäuseteil ist vorzugsweise dazu ausgelegt, an einer Gasstromquelle, insbesondere an einem Kurbelgehäuse, mit einer Strömungsaustrittsöffnung befestigt zu werden. Vorzugsweise strömt Gas von der Strömungsaustrittsöffnung der Gasstromquelle in die Strömungsdurchtrittsöffnung des Ventilsitzes, der insbesondere einstückig mit dem Anströmgehäuseteil ausgebildet ist. Vorzugsweise umfasst das Anströmgehäuseteil, insbesondere radial außenseitig zur Strömungsdurchtrittsöffnung eine sich in Stellrichtung erstreckende ringförmige Ausnehmung, insbesondere einen Ringraum, der insbesondere in Stellrichtung geschlossen und in Schließrichtung offen ist. Der in Schließrichtung offene Ringraum ragt insbesondere in Stellrichtung über die Anschlagstelle hinaus.
  • Das Deckelteil umfasst insbesondere die Durchtrittsöffnung für den Führungszapfen und/oder die gehäuseseitige Abstützstelle der Feder. Insbesondere kann in das Deckelteil wenigstens eine, insbesondere genau eine, Notentlüftungsöffnung vorgesehen sein.
  • Über die Notentlüftungsöffnung können Gasströme insbesondere im Falle einer Verblockung des Ventilgliedes und/des Ventilsitzes, beispielsweise durch Vereisung, aus der Abscheideeinrichtung und/oder aus einer Gasstromquelle, wie beispielsweise einem Kurbelgehäuse, abgeführt werden, sodass insbesondere die Entlüftungsfunktion der Abscheideeinrichtung aufrechterhalten bleibt. Durch die Notentlüftungsöffnung kann insbesondere der Strömungsraum und/oder der Bypassraum überbrückt werden und der Gasstrom an dem Ventilglied und/oder Ventilsitz vorbei über die Notentlüftungsöffnung abgeführt werden. Vorzugsweise tritt der Gasstrom dabei über das Anströmungsgehäuseteil in das Gehäuse ein und verlässt das Gehäuse über die Notentlüftungsöffnung, wobei der Eintritt in das Anströmgehäuseteil insbesondere über einen Bypass erfolgt, wobei der Gasstrom insbesondere nicht die Strömungsdurchtrittsöffnung des Ventilsitzes passiert. Vorzugsweise erstreckt sich die Notentlüftungsöffnung in dem Deckelteil in Radialrichtung nach innen und/oder nach außen über den Radialsteg und/oder über die Anschlagstelle hinaus. In Umfangsrichtung erstreckt sich die Notentlüftungsöffnung insbesondere um 10° bis 150°, vorzugsweise um 20° bis 120°, besonders bevorzugt um 30° bis 90°, um die Rotationssymmetrieachse des Ventilglieds und/oder des Ventilsitzes. Insbesondere an der Umfangsposition der Notentlüftungsöffnung ist der Radialsteg unterbrochen, insbesondere eine Bypassdurchtrittsöffnung in dem Gehäuseanströmteil vorgesehen, um vorzugsweise einen Bypass für den Gasstrom im Gehäuseanströmteil zu bilden. Die Notentlüftungsöffnung ist vorzugsweise ringabschnittsförmig oder eckig, insbesondere viereckig, ausgebildet.
  • Bei einer beispielhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Abscheideeinrichtung ist stromabwärts des Ventilglieds wenigstens eine Abscheidedüse vorzugsweise mit konstantem Durchströmungsquerschnitt zum Zerstäuben und/oder definierten Ableiten des Gasstroms angeordnet. Die Abscheidedüse kann wenigstens einen Spalt in dem Abscheideraum bilden oder als ein solcher Spalt gebildet sein. Die Abscheidedüse kann als sogenannte statische Düse ausgebildet sein, wobei insbesondere der Spaltquerschnitt, und damit der Durchströmungsquerschnitt der Abscheidedüse, unabhängig von der Position des Ventilglieds im Wesentlichen konstant ist. Vorzugsweise ist die Abscheidedüse stromabwärts des Anschlagkontakts zwischen Ventilglied und Ventilsitz angeordnet. Beispielsweise kann die Abscheidedüse durch ein dem Ventilsitz gegenüberliegendes Gehäuseteil, wie ein Deckel, und durch den Ventilsitz realisiert sein. Das Gehäuseteil und der Ventilsitz können derart aufeinander formabgestimmt und/oder derart in Bezug auf einander angeordnet sein, dass sich in montiertem Zustand der Abscheidedüse während des Betriebs ein im Wesentlichen konstanter Spalt stromabwärts des Anschlagkontakts zwischen Gehäuseteil und Ventilsitz einstellt, über den eine Partikelabscheidung realisiert ist. Beispielsweise liegt in einer Öffnungsposition ein Strömungsquerschnitt zwischen Ventilglied und Ventilsitz an der Anschlagstelle im Bereich von 90% bis 200%, vorzugsweise im Bereich von 100% bis 180%, besonders bevorzugt im Bereich von 120% bis 170%, eines Durchströmungsquerschnitts der Abscheidedüse, wobei 100% gleiche Querschnittsflächen betreffen soll. In einer Öffnungsposition besteht ein freier Strömungsquerschnitt zwischen Ventilsitz und Ventilglied, der vorzugsweise eine in Radialrichtung orientierte freie Querschnittsfläche definiert, die sich insbesondere im Verlauf der Strömungsrichtung, also in Axialrichtung, ändert und über welche der Gasstrom an dem Ventilsitz und dem Ventilglied vorbei, insbesondere durch die Strömungsdurchtrittsöffnung des Ventilsitzes, in den Abscheideraum gelangt. Entlang eines Druckgefälles zwischen Abscheidedüseneintrittsöffnung und Abscheidedüsenaustrittsöffnung kann der Gasstrom beschleunigt werden, um so die Abscheidewirkung der erfindungsgemäßen Abscheideeinrichtung zu verbessern.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Einrichtung zum Abscheiden von Partikeln, wie Ölpartikeln, aus einem Gasstrom, vorzugsweise aus einem Blow-By-Gas einer Kurbelgehäuseentlüftung, in einem Verbrennungsmotor vorgesehen. Dieser Aspekt ist mit den vorangehenden Aspekten und beispielhaften Ausführungen kombinierbar.
  • Danach ist eine Einrichtung zum Abscheiden von Partikeln, wie Ölpartikeln, aus einem Gasstrom, vorzugsweise aus einem Blow-By-Gas einer Kurbelgehäuseentlüftung, in einem Verbrennungsmotor vorgesehen. Eine erfindungsgemäße Einrichtung zum Abscheiden von Partikeln wird im Folgenden auch kurz als Abscheideeinrichtung bezeichnet. Für den spezifischen Einsatz zum Abscheiden von Ölpartikeln bietet sich die Bezeichnung Ölabscheider bzw. Ölabscheideeinrichtung an. Bei einer beispielhaften Anwendung eines erfindungsgemäßen Abscheiders in einem Kraftfahrzeug bei einem Verbrennungsmotor entstehen Blow-By-Gase zwischen einem Arbeitskolben und einem Zylinder, in dem der Arbeitskolben aufgenommen ist, in einen Kurbelgehäuseinnenraum des Verbrennungsmotors. Alternativ treten sogenannte Blow-By-Gase auch zwischen Zylinder und Zylinderkopf und/oder zwischen Zylinderkopf und Zylinderkopfhaube eines Verbrennungsmotors, wie eines Hubkolbenmotors, auf. Blow-By-Gase enthalten in der Regel neben Luft und Öl auch Verbrennungsgase und unverbrannte Kraftstoffbestandteile, die negative Auswirkungen auf die Funktion des Verbrennungsmotors haben können. Beispielsweise wird der durch den Blow-By-Gas-Strom in dem Kurbelgehäuse verursachte Druckanstieg mittels einer Kurbelgehäuseentlüftung reduziert, vorzugsweise vermieden, die mittels eines Leitungssystems an die Frischluftzufuhr des Verbrennungsmotors gekoppelt ist. Im Verlauf der Strömungsrichtung innerhalb der Kurbelgehäuseentlüftung kann beispielsweise eine erfindungsgemäße Abscheideeinrichtung angeordnet sein, insbesondere derart, dass der Verbrennungsgase und/oder unverbrannte Kraftstoffbestandteile umfassende Blow-By-Gas-Strom der Abscheideeinrichtung zugeführt wird, in welcher eine Abscheidung, insbesondere Ölabscheidung, von Partikeln, wie Ölpartikeln, erfolgt, so dass die abgeschiedenen Partikel von dem Gasstrom separiert abgeführt werden können und der vorzugsweise bereinigte Gasstrom der Frischluftzufuhr zugeführt werden kann, ohne dass eine Beschädigung des Verbrennungsmotors einhergeht. Bei den erfindungsgemäßen Abscheideeinrichtungen handelt es sich vorzugsweise um passive Abscheideeinrichtungen, bei denen, wie bereits oben ausgeführt wurde, keine zusätzliche Energie in das Abscheidesystem eingebracht wird.
  • Die erfindungsgemäße Abscheideeinrichtung umfasst einen eine Strömungsdurchtrittsöffnung begrenzenden Ventilsitz. Der Ventilsitz ist dabei derart in Bezug auf den Gasstrom anzuordnen, dass der Gasstrom wenigstens teilweise durch die Strömungsdurchtrittsöffnung hindurch gelangen kann. Vorzugsweise definiert die Abscheideeinrichtung einen Abscheideraum, der sich stromabwärts des Ventilglieds bzw. der Strömungsdurchtrittsöffnung befindet und in den der Gasstrom über die Strömungsdurchtrittsöffnung gelangen kann. Eine dem Gasstrom zugewandte Seite des Ventilsitzes kann dabei beispielsweise die Form einer ebenen Platte aufweisen. Die Strömungsdurchtrittsöffnung kann von der dem Gasstrom zugewandten Seite durch den Ventilsitz bis zu einer dem Gasstrom abgewandten, vorzugweise dem Abscheideraum zugewandten, Seite vorzugweise kontinuierlich verlaufen. Beispielsweise besitzt die Strömungsdurchtrittsöffnung eine eckige, ovale oder runde, vorzugsweise kreisrunde Gestalt.
  • Die erfindungsgemäße Abscheideeinrichtung umfasst außerdem ein bewegbares Ventilglied. Das Ventilglied ist dabei zwischen einer Schließposition, in der das Ventilglied in einen Anschlagkontakt mit dem Ventilsitz gebracht ist und wenigstens einer Öffnungsposition verlagerbar, in der das Ventilglied aus dem Anschlagkontakt entfernt und in einer axialen Stellrichtung bewegt ist. Der Anschlagkontakt kann eine axiale Anschlagstelle definieren, wobei axial in Bezug auf die axiale Stellrichtung zu verstehen ist. Bei der Bewegung des Ventilglieds aus einer Öffnungsposition in die Schließposition, das heißt in den Anschlagkontakt mit dem Ventilsitz, welcher durch die axiale Anschlagstelle definiert ist, führt das Ventilglied eine axiale Bewegung in einer zur axialen Stellrichtung entgegengesetzten axialen Schließrichtung durch. Diese ist im Wesentlichen parallel und entgegengesetzt zu der axialen Stellrichtung orientiert, wobei sowohl die axiale Stellrichtung als auch die axiale Schließrichtung allgemein als Axialrichtung bezeichnet werden können, jedoch mit entgegengesetzter Orientierung. Als Öffnungsposition kann insbesondere jede Stellung des Ventilglieds bezüglich des Ventilsitzes verstanden werden, in der kein Anschlagkontakt zwischen Ventilglied und Ventilsitz besteht, also das Ventilglied sich nicht in der Anschlagstelle befindet.
  • Die Abscheideeinrichtung umfasst außerdem wenigstens ein Leckageelement, wie ein Leckagevorsprung oder eine Leckagevertiefung, insbesondere eine Gasdurchtrittsöffnung, zum Ermöglichen eines Fluiddurchtritts in der Schließposition. Das wenigstens eine Leckageelement kann beispielsweise an dem Ventilsitz und/oder an dem Ventilglied angeordnet sein. Insbesondere befindet sich das wenigstens eine Leckageelement nicht an einer den Anschlagkontakt bildenden Anschlagkontaktfläche von Ventilsitz und/oder Ventilglied.
  • Gemäß diesem Aspekt der vorliegenden Erfindung weist das Ventilglied gasstromaufwärtig einen entgegen der axialen Stellrichtung axial an den Ventilsitz vorbei vorstehenden, insbesondere um wenigstens 5 mm, insbesondere um wenigstens 10 mm, vorzugsweise um wenigstens 10%, 20%, 30%, 40% oder 50% der Ventilgliedlängserstreckung, vorzugsweise der Ventilgliedgesamtlängserstreckung, vorstehenden, rotationsförmigen Napf auf. Insbesondere bei Anwendungen, bei denen wenig Bauraum, insbesondere wenig Axialbauraum zur Verfügung steht, wirkt sich die erfindungsgemäße Abscheideeinrichtung vorteilhaft aus, da die Gesamtaxialerstreckung der Abscheideeinrichtung bei trotzdem hohem Abscheidegrad gering gehalten werden kann. Durch den vorstehenden Napf des Ventilglieds in Schließrichtung trifft der Gasstrom bereits vor der axialen Anschlagstelle zwischen Ventilglied und Ventilsitz auf das Ventilglied auf, so dass bereits vor Erreichen der axialen Anschlagstelle eine Partikelabscheidung mittels der erfindungsgemäßen Abscheideeinrichtung erzielt wird, wodurch der Gesamtabscheidegrad der Abscheideeinrichtung erhöht ist. Insbesondere weist der Napf einen Napfgrund auf, der entgegen der axialen Stellrichtung, also in Schließrichtung, um wenigstens 5 mm, insbesondere um wenigstens 10 mm, vorzugsweise um wenigstens 10%, 20%, 30%, 40% oder 50% der Ventilgliedlängserstreckung, an der Anschlagstelle vorbei vorsteht. Ein weiterer Vorteil ergibt sich bei Verwendung einer eine Bewegung des Ventilglieds in Schließrichtung veranlassende Feder, die sich mit einem Axialende an dem Ventilglied abstützt. Diese Abstützstelle der Feder an dem Ventilglied, vorzugsweise an dem Napf, insbesondere an dem Napfgrund, kann in Axialrichtung, insbesondere in Schließrichtung, derart angeordnet sein, dass die Abstützstelle der Feder ebenfalls in Schließrichtung an der Anschlagstelle vorbei vorstehen kann. Somit lässt sich der zur Verfügung stehende Federweg deutlich erhöhen, ohne die Gesamtaxialerstreckung der Abscheideeinrichtung in Axialrichtung zu erhöhen. Über das wenigstens eine Leckageelement ist ein Fluiddurchtritt zur Ermöglichung des Leckage-Gasvolumenstroms in der Schließstellung ermöglicht. Für das wenigstens eine Leckageelement gelten die obigen Ausführungen in Bezug auf die Konturierung der Anschlagkontaktflächen in analoger Weise.
  • In einer beispielhaften Ausführung der erfindungsgemäßen Abscheideeinrichtung ist das wenigstens eine Leckageelement an dem Napf, vorzugsweise an einem im Wesentlichen senkrecht zu der axialen Stellrichtung orientierten Grund des Napfes, angeordnet. Dadurch ist gewährleistet, dass frühestmöglich ein Leckage-Gasvolumenstrom besteht, der in die Abscheideeinrichtung gelangen kann, um dort einer Partikelabscheidung unterzogen zu werden.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführung der Erfindung bildet der Ventilsitz einen rotationssymmetrischen, insbesondere komplementär zu dem Napf geformten, Hohlkörper. Insbesondere verjüngt sich der Hohlkörper in einer zur Stellrichtung entgegengesetzten Schließrichtung, wobei insbesondere der Napf teleskopartig in den Hohlkörper in Stell- und Schließposition verschiebbar ist. Alternativ oder zusätzlich führt der Hohlkörper das Ventilglied bei Verlagerung in Stell-und Schließrichtung und/oder begrenzt der Hohlkörper die Strömungsdurchtrittsöffnung. Vorzugsweise erstreckt sich der Hohlkörper und/oder der Mantel des Napfes in Schließrichtung zunächst im Wesentlichen zylinderförmigen und verjüngt sich anschließend insbesondere trichterförmig in Radialrichtung. Insbesondere bilden die radial außenseitige Flächen des Napfes, insbesondere des Mantels, und die radial innenseitigen Flächen des Ventilglieds, insbesondere des Hohlkörper, Strömungsleitflächen an denen der partikelbeladene Gasstrom zwischen Ventilglied und Ventilsitz entlang strömt. Besonders bevorzugt sind der zylinderförmige Abschnitt und/oder der Verjüngungsabschnitt des Hohlkörpers und des Mantels derart formkomplementär zueinander ausgebildet, dass, in Schließposition, ein Spalt zwischen Mantel und Hohlkörper mit im Wesentlichen konstanter Spaltbreite gebildet ist. Vorzugsweise erstreckt sich der Spalt zwischen Mantel und Hohlkörper in Schließrichtung zunächst im Wesentlichen zylinderförmig und verjüngt sich anschließend insbesondere trichterförmig in Radialrichtung. Die Spaltbreite zwischen Mantel und Hohlkörper wird insbesondere durch Verlagerung des Ventilglieds in Stellrichtung vergrößert. Bei Verlagerung des Ventilglieds in Stell- und Schließrichtung fährt dieses insbesondere teleskopartig in den Hohlkörper ein und aus. Je nach Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, kann die Spaltbreite in Schließposition vergrößert oder verkleinert werden. Mit kleiner werdender Spaltbreite steigt der Strömungswiderstand, der dem Gasstrom beim durchströmen entgegensteht und umgekehrt. Durch Verkleinerung der Spaltbreite kann insbesondere die Führungsfunktion, die der Ventilsitz gegenüber dem Ventilglied aufweist vergrößert werden.
  • In einer beispielhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Abscheideeinrichtung ist das wenigstens eine Leckageelement als Drainageelement ausgebildet. Vorzugsweise ist das wenigstens eine Leckageelement derart ausgebildet, dass ein Fluidrücklauf, wie Drainage, insbesondere von abgeschiedenen Partikeln durch das wenigstens eine Leckageelement entgegen der axialen Stellrichtung ermöglicht ist. Folglich kann eine Verschmutzung bzw. erhöhte Ansammlung abgeschiedener Partikel in dem Abscheideraum, was außerdem zu einer Verringerung der Abscheideeffizienz der Abscheideeinrichtung führen kann, vermieden werden.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung, der mit den vorhergehenden Aspekten und den beispielhaften Ausführungen kombinierbar ist, ist ein Partikelabscheider bereitgestellt. Der erfindungsgemäße Partikelabscheider weist wenigstens zwei Einrichtungen zum Abscheiden von Partikeln, wie Ölpartikeln, aus einem Gasstrom, vorzugsweise aus einem Blow-By-Gas einer Kurbelgehäuseentlüftung, in einem Verbrennungsmotor auf. Dabei sind die wenigstens zwei Abscheideeinrichtungen insbesondere wie die in Bezug auf die vorhergehenden Aspekte und beispielhaften Ausführungen beschriebenen Abscheideeinrichtungen ausgebildet.
  • Die wenigstens zwei Einrichtungen umfassen jeweils einen eine Strömungsdurchtrittsöffnung begrenzenden Ventilsitz und ein bewegbares Ventilglied. Das Ventilglied kann zwischen einer Schließposition, in der das Ventilglied in einen Anschlagkontakt mit dem Ventilsitz gebracht ist, wobei der Anschlagkontakt eine axiale Anschlagstelle festlegen kann, und wenigstens einer Öffnungsposition verlagerbar sein, in der das Ventilglied von der axialen Anschlagstelle in einer axialen Stellrichtung bewegt ist.
  • Die wenigstens zwei Einrichtungen sind derart fluidal miteinander in Verbindung stehend, dass ein Gasstrom stromaufwärts des Partikelabscheiders in die beiden Einrichtungen aufteilbar ist und ein Gasstrom von der einen Einrichtung in die andere Einrichtung gelangen kann. Beispielsweise können die wenigstens zwei Einrichtungen parallel zueinander angeordnet sein, wobei parallel dahingehend verstanden werden kann, dass ein auf den Partikelabscheider auftreffender Gasstrom in beide der wenigstens zwei Einrichtungen strömen kann, also beispielsweise in die beiden Einrichtungen aufgeteilt wird. Gemäß der erfindungsgemäßen Anordnung der wenigstens zwei Einrichtungen kann, insbesondere bei einem erfindungsgemäßen Partikelabscheider, die Abscheiderate deutlich erhöht werden. Insbesondere dadurch, dass ein die eine Einrichtung verlassender Gasstrom nach der Partikelabscheidung in dieser Einrichtung zusätzlich in die andere der wenigstens zwei Einrichtungen für eine erneute Partikelabscheidung gelangen kann, resultiert ein deutlich besser bereinigter Glasstrom, welcher anschließend beispielsweise der Frischluftzufuhr des Verbrennungsmotors wieder zugeführt werden kann.
  • Für weitere beispielhafte Ausführungen der Abscheideeinrichtungen wird auf die vorhergehenden Aspekte bzw. beispielhaften Ausführungen verwiesen, die hier gleichermaßen Anwendung finden können.
  • In einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Kurbelgehäuseentlüftungssystem eines Verbrennungsmotors bereitgestellt. Gattungsgemäße Kurbelgehäuseentlüftungssysteme dienen in der Regel dazu, einen Druckanstieg innerhalb des Kurbelgehäuses zu vermeiden, welcher insbesondere aufgrund von Blow-By-Gasen aus dem Verbrennungszyklus des Verbrennungsmotors resultiert. Das Kurbelgehäuseentlüftungssystem umfasst ein Kurbelgehäuse mit einer Strömungsaustrittsöffnung, durch die Blow-By-Gas aus dem Kurbelgehäuse austreten kann. Beispielsweise kann ein Rohrleitungssystem an die Strömungsaustrittsöffnung des Kurbelgehäuses angeschlossen sein. Erfindungsgemäß umfasst das Kurbelgehäuseentlüftungssystem eine mit der Strömungsaustrittsöffnung fluidal in Verbindung stehende Einrichtung zum Abscheiden von Partikeln, wie Ölpartikeln, aus dem Blow-By-Gas, wobei die Abscheideeinrichtung gemäß einem der vorhergehenden Aspekte bzw. gemäß einer der vorhergehenden beispielhaften Ausführungen gestaltet ist.
  • Bevorzugte Ausführungen sind in den Unteransprüchen gegeben.
  • Im Folgenden werden weitere Eigenschaften, Merkmale und Vorteile der Erfindung mittels Beschreibung bevorzugter Ausführungen der Erfindung anhand der beiliegenden beispielhaften Zeichnungen deutlich, in denen zeigen:
    • 1 ein erfindungsgemäßes Kurbelgehäuseentlüftungssystem in einer Prinzipskizze eines Beispiels zur Entstehung von Blow-By-Gasen und zur Einbauposition von erfindungsgemäßen Abscheideeinrichtungen und Partikelabscheidern;
    • 2 eine Seitenansicht einer ersten Ausführungsform eines Ventilglieds für eine Abscheideeinrichtung;
    • 3 eine Unteransicht des Ventilglieds aus 2;
    • 3b eine Detailansicht eines Ausschnitts III gemäß 3;
    • 4 eine Schnittansicht des Ventilglieds aus 2 entlang der Schnittlinie D-D in 3;
    • 5 eine Seitenansicht einer zweiten Ausführungsform eines Ventilglieds für eine Abscheideeinrichtung;
    • 6 eine Unteransicht des Ventilglieds aus 5;
    • 7 eine Schnittansicht des Ventilglieds aus 5 entlang der Schnittlinie E-E in 6;
    • 8 eine Seitenansicht teilweise im Schnitt einer dritten Ausführungsform eines Ventilglieds für eine Abscheideeinrichtung;
    • 9 eine Unteransicht des Ventilglieds aus 8; und
    • 10 eine Schnittansicht einer ersten Ausführungsform eines Partikelabscheiders mit zwei Abscheideeinrichtungen, wobei die linke Abscheideeinrichtung in Schließposition und die rechte Abscheideeinrichtung in Öffnungsposition dargestellt ist.
  • In der folgenden Beschreibung beispielhafter Ausführungen ist eine erfindungsgemäße Einrichtung zum Abscheiden von Partikeln, im Folgenden auch kurz Abscheideeinrichtung genannt, im Allgemeinen mit Bezugsziffer 51 versehen. Die Abscheideeinrichtung als Ganzes ist in Bezug auf die 10 dargestellt und im Detail beschrieben, in der ein erfindungsgemäßer Partikelabscheider, der im Allgemeinen mit der Bezugsziffer 53 versehen ist, abgebildet ist.
  • 1 zeigt eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Kurbelgehäuseentlüftungssystems eines Verbrennungsmotors, das nachfolgend mit der Bezugsziffer 29 versehen ist. Das Kurbelgehäuseentlüftungssystems 29 umfasst ein Kurbelgehäuse 15 mit einer Strömungsaustrittsöffnung 25, durch die Blow-By-Gas aus dem Kurbelgehäuse 15 austreten kann, und eine mit der Strömungsaustrittsöffnung 25 fluidal in Verbindung stehende, erfindungsgemäße Abscheideeinrichtung 51, die in 1 schematisch angedeutet ist. Es sei klar, dass, alternativ zu der erfindungsgemäßen Abscheideeinrichtung 51, auch ein erfindungsgemäßer Partikelabscheider 53 fluidal mit der Austrittsöffnung gekoppelt werden kann, um ein erfindungsgemäßes Kurbelgehäuseentlüftungssystem 29 zu bilden. Wie in 1 zu sehen, kann die fluidale Verbindung zwischen Abscheideeinrichtung 51 und Strömungsaustrittsöffnung 25 über ein Rohrleitungssystem, wie eine Austrittsleitung 135, realisiert sein, welche die Strömungsaustrittsöffnung 25 des Kurbelgehäuses fluidal mit der Strömungsdurchtrittsöffnung 27 der Abscheideeinrichtung 51 verbindet. Alternativ kann die Abscheideeinrichtung 51 derart an das Kurbelgehäuse 15 moniert werden (nicht dargestellt), dass die Strömungsdurchtrittsöffnung 27 der Abscheideeinrichtung 51 der Strömungsaustrittsöffnung 25 des Kurbelgehäuses 15 entspricht.
  • Ferner zeigt 1 ein Beispiel zur Entstehung von Blow-By-Gas und zur allgemeinen Einbauposition von Abscheideeinrichtungen 51 und von Partikelabscheidern 53. Darin ist ein Verbrennungsmotor 1 dargestellt, der mit einer Frischluftzufuhr 3, einer Abgasabfuhr 5 und einer Kurbelgehäuseentlüftung 7 fluidal gekoppelt ist. Der Verbrennungsmotor 1 umfasst eine Zylinderkopfhaube 9, einen Zylinderkopf 11, einen Zylinder 13 und ein Kurbelgehäuse 15. In dem Zylinder wird ein Kolben 17 geführt, der einen Hubraum 19 gegenüber einem Kurbelgehäuseinnenraum 21 abgrenzt. Zur Abdichtung des Hubraums 19 gegenüber dem Kurbelgehäuseinnenraum 21 sind nicht dargestellte Dichtringe zwischen Kolben 17 und Zylinder 13 vorgesehen. Nichtsdestotrotz strömen Verbrennungsgase und/oder unverbrannte Gase zwischen Kolben 17 und Zylinder 13 von dem Hubraum 19 in den Kugelgehäuseinnenraum 21. Der dabei resultierende Gasstrom 23 wird auch als Blow-By-Gasstrom bezeichnet und umfasst neben Luft und Öl auch Verbrennungsgase und unverbrannte Kraftstoffbestandteile.
  • Um einen Druckanstieg im Kurbelgehäuse 15 zu verhindern, wird der Gasstrom 23 über eine Kurbelgehäuseentlüftung 7 aus dem Kurbelgehäuse 15 abgeführt und der Frischluftzufuhr 3 zugeführt. Dabei umfasst die Kurbelgehäuseentlüftung 7 insbesondere die fluidale Kopplung der Strömungsaustrittsöffnung 25 des Kurbelgehäuses 15 und der Strömungsdurchtrittsöffnung 27 der Abscheideeinrichtung 51. Die Abscheideeinrichtung 29 ist ferner über eine Rücklaufleitung 31 zum Zurücklaufen von abgeschiedenen Partikeln, wie Öl, fluidal mit dem Kurbelgehäuse 15 verbunden. Insbesondere verbindet die Rücklaufleitung 31 einen Rücklaufauslass 33 der Abscheideeinrichtung 29 fluidal mit einem Rücklaufeinlass 35 an dem Kurbelgehäuse 15. Stromaufwärts der Abscheideeinrichtung 29 verbindet ferner eine Rückführleitung 37 die Abscheideeinrichtung 51 fluidal mit der Frischluftzufuhr 3, um der Frischluftzufuhr 3 einen von Partikeln, wie Öl, bereinigten Gasstrom zuzuführen. Der resultierende Frischluftstrom 41 wird über ein Verdichterrad 39 verdichtet und über einen Ladeluftkühler 43 dem Verbrennungsmotor 1 über den Zylinderkopf 11 zugeführt. Verbrennungsgase, die nicht zwischen Kolben 17 und Zylinder 13 in das Kurbelgehäuse 15 gelangen, werden als Abgas 45 über eine Abgasabfuhr einem Turbolader 47 zugeführt, der über eine Welle 49 das Verdichterrad 39 in der Frischluftzufuhr 3 antreibt.
  • Es sei klar, dass die Einbauposition der erfindungsgemäßen Abscheideeinrichtung 51 im Falle von einer Verwendung als Ölabscheider in Verbrennungsmotor nicht auf die in 1 dargestellte Einbauposition und auch nicht auf den Einsatz in einem Kurbelgehäuseentlüftungssystem 29 beschränkt ist. Beispielsweise kann die Abscheideeinrichtung 51 auch dazu verwendet werden Partikel aus Gasströmen abzuscheiden, die zwischen Zylinder 13 und Zylinderkopf 11 und/oder zwischen Zylinderkopf 11 und Zylinderkopfhaube 9 aus dem Verbrennungsmotor 1 austreten. Ein weiteres mögliches Einsatzgebiet liegt in der Frischluftzufuhr 3 und/oder in der Abgasabfuhr 5, die insbesondere über die das Verdichterrad 39 und das Turbinenrad 47 verbindende Welle 49 fluidal miteinander gekoppelt sein können.
  • In den 2 bis 4 ist eine erste beispielhafte Ausführungsform eines Ventilglieds 55 für eine erfindungsgemäße Abscheideeinrichtung 51 in Seitenansicht (1), Unteransicht (3) und Schnittansicht entlang der Schnittlinie D-D (4) dargestellt. Eine erfindungsgemäße Abscheideeinrichtung 51 zum Abscheiden von Partikeln, wie Ölpartikeln, aus einem Gasstrom, vorzugsweise aus einem Blow-By-Gas einer Kurbelgehäuseentlüftung, in einem Verbrennungsmotor umfasst einen Ventilsitz 73, der eine Strömungsdurchtrittsöffnung 109 begrenzt, und ein bewegbares Ventilglied 55, das zwischen einer Schließposition, in der das Ventilglied 55 in einen Anschlagkontakt mit dem Ventilsitz 73 gebracht ist, und wenigstens einer Öffnungsposition verlagerbar ist, in der das Ventilglied 55 von der axialen Anschlagstelle in einer axialen Stellrichtung bewegt ist. Die axiale Stellrichtung, in die das Ventilglied 55 bei Verlagerung aus der Schließposition in die Öffnungsposition verlagert wird, ist folgend mit dem Bezugszeichen A versehen, wobei eine der axialen Stellrichtung A entgegengesetzte Schließrichtung, die ein Verlagern des Ventilglieds 55 in die Schließposition definiert, mit dem Bezugszeichen S gekennzeichnet ist. Im Allgemeinen kann bei einer Verlagerung in Schließ- oder Stellrichtung S, A auch von Axialrichtung gesprochen werden. Die zur Stellrichtung A senkrecht orientierte Radialrichtung wird folgend mit dem Bezugszeichen R versehen. Das Ventilglied 55 umfasst einen Napf 57 mit einem sich im Wesentlichen in Radialrichtung R, insbesondere scheibenförmig, erstreckenden Napfgrund 59. Von dem Napfgrund 59 erstreckt sich ein Mantel 61 im Wesentlichen in Stellrichtung A. Der Mantel 61 und der Napfgrund 59 bilden einen in Stellrichtung A zu einer Seite 58 hin offenen Napf 57. In einer zur Stellrichtung A entgegengesetzt orientierten Schließrichtung S verjüngt der Mantel 61 sich und mündet in den vorzugsweise scheibenförmigen Napfgrund 59. Vorzugsweise sind der Napfgrund 59 und der Mantel 61 rotationsförmig ausgebildet, wobei die Verjüngung des Mantels 61 derart beschränkt ist, dass der maximale Innendurchmesser 63 des Mantels 61 höchstens 30 %, 50 %, 70 % oder 110 % größer ist als der minimale Innendurchmesser 65 des Mantels 61.
  • An den Mantel 61, insbesondere an das in Stellrichtung A weisende Ende des Mantels 61, schließt ein Ventilgliedkragen 67 an, bzw. mündet in diesen. Der Ventilgliedkragen 67 ist vorzugsweise rotationsförmig ausgestaltet und erstreckt sich, insbesondere bogenförmig, beginnend vom Mantel 61 zunächst im Wesentlichen in Radialrichtung R und im Anschluss im Wesentlichen in Schließrichtung S. Der Ventilgliedkragen 67 und der Napf 57, insbesondere der Mantel 61, begrenzen einen in Schließrichtung S offenen Ringraum 69 des Ventilglieds 55.
  • Vorzugsweise bildet ein in Schließrichtung S weisendes Ende des Kragens 67 eine im Wesentlichen umlaufende Anschlagkontaktfläche 71 des Ventilglieds 57 für den Anschlagkontakt zwischen Ventilglied 57 und Ventilsitz 73. Ein Anschlagkontakt zwischen Ventilglied 55 und Ventilsitz 73 ist anhand der in 10 links abgebildeten Abscheideeinrichtung 55 zu erkennen. Eine Umfangsrichtung ist im Folgenden mit dem Bezugszeichen U gekennzeichnet.
  • Wie in den 2 bis 9 zu sehen ist, kann die Anschlagkontaktfläche 71 des Ventilglieds 57 und/oder eine Anschlagkontaktfläche 77 des Ventilsitzes 73 konturiert sein, um Fluiddurchtritt in der Schließposition, also in dem Anschlagkontakt, der Abscheideeinrichtung 51 zuzulassen. Die Konturierung, die allgemein durch die Bezugsziffer 74 angedeutet ist, der wenigstens einen Anschlagkontaktfläche 71 kann wenigstens einen Vorsprung und/oder wenigstens eine Vertiefung 75 aufweisen. Die Konturierung 74 bewirkt dabei beispielsweise, dass in der Schließposition eine wenigstens abschnittsweise in Umfangsrichtung U umlaufender Spalt (nicht dargestellt) zwischen Ventilglied 55 und Ventilsitz 73 besteht. Eine Spalterstreckung in Umfangsrichtung U und/oder eine Spaltabmessung in Axialrichtung kann dabei in Abhängigkeit eines vordefinierten einzustellenden Leckage-Gasvolumenstroms, der in der Schließposition zugelassen sein soll, bemessen sein. In den dargestellten Ausführungsformen umfasst die Konturierung mehrere Vertiefungen 75 (Ausnehmungen) an der Anschlagkontaktfläche 71 des Ventilgliedkragens 67. Die mehreren Vertiefungen 75 sind umfänglich, insbesondere in äquidistanten Abständen zueinander, an der Konturierung 74, insbesondere an dem Ventilsitzkragen 67, verteilt. In der vorliegenden Ausführungsform umfasst die Konturierung 74 dreizehn Vertiefungen 75. Es können aber auch mehr oder weniger Vertiefungen 75 vorgesehen sein. In den dargestellten Beispielen sind die Vertiefungen 75 beispielhaft im Querschnitt rechteckförmig dargestellt. Sie können aber andere Querschnittsformen, wie zum Beispiel die eines Kreises, einer Ellipse, eines Dreiecks, eines Fünfecks, etc. aufweisen. Es hat sich als vorteilhaft herausgestellt, die Vertiefungen 75 ausgehend von einer sich in Radialrichtung R erstreckenden Ebene stromabwärts in Schließrichtung S zu neigen, um den Durchtritt, der über die Konturierung erfolgt auf die Anschlagkontaktfläche 77 des Ventilsitzes 73 zu richten, wodurch sich der Abscheidegrad, d. h. die Effizienz der Abscheideeinrichtung 51, erhöhen lässt.
  • Bezugnehmend auf 3b ist ein vergrößerter Ausschnitt der Konturierung 74, insbesondere einer Vertiefung 75, anhand des Ausschnitts III gemäß 3 abgebildet. Es ist zu sehen, dass die Anschlagkontaktfläche 71 des Ventilglieds 55 eine Anströmkante 151 aufweist, auf die an dem Ventilglied 55 entlang strömender Gasstrom zuerst auftrifft. Der Anströmkante 151 gegenüberliegend weist die Anschlagkontaktfläche 71 eine Strömungsaustrittskante 153 auf, an der der Gasstrom die Vertiefung 75 verlässt. Die Vertiefung 75 bildet somit einen sich in Radialrichtung R erstreckenden Fluiddurchtrittskanal 155, der beispielweise gekrümmt geformt sein kann oder, wie es in 3b der Fall ist, geradlinig im Wesentlichen in Radialrichtung R verläuft. Der Fluiddurchtrittskanal 155 dient dazu, aufgrund von Impakt der Partikel des Gasstroms an Strömungsleitflächen 157, welche den Fluiddurchtrittskanal 155 begrenzen und daher als Wandung des Fluiddurchtrittskanals 155 verstanden werden können, die Partikel aus dem Gasstrom abzuscheiden.
  • Vom Napfgrund 59 erstreckt sich ein Führungszapfen 79 zum Führen einer Feder und/oder des Ventilglieds in Stellrichtung A. Der Führungszapfen 79 erstreckt sich insbesondere entlang einer Rotationssymmetrieachse, die mit dem Bezugszeichen B gekennzeichnet ist, des Napfes 57 und/oder des Kragens 67 in Stellrichtung A über den Kragen 67 und den Napf 57 hinaus. In der zur Stellrichtung A entgegengesetzten Schließrichtung S erstreckt sich der Führungszapfen 79 über die Anschlagkontaktfläche 71 des Ventilglieds 55, insbesondere des Ventilgliedkragens 71, hinaus. Der Führungszapfen 79 und der Napf 57, insbesondere der Mantel 61, begrenzen einen in Stellrichtung A offenen Ringraum 81, der sich insbesondere in Stellrichtung A vergrößert. Wie in 10 zu sehen, dient der Ringraum 81 zwischen Führungszapfen 79 und Napf 57 neben der Partikelabscheidung auch zur Aufnahme einer Feder 83, die sich an dem Napf 57, insbesondere an dem Napfgrund 59, abstützt und eine Verlagerung in die Schließrichtung S veranlasst.
  • Der rotationsförmige Napfgrund 59 steht entgegen der axialen Stellrichtung A, in Schließrichtung S, axial um wenigstens 5 mm, insbesondere um wenigstens 10 mm, vorzugsweise um wenigstens um wenigstens 10 %, 20 %, 30 %, 40 % oder 50 % der Ventilgliedlängserstreckung, an der Anschlagstelle vorbei vor. Die Anschlagstelle wird insbesondere durch die gemeinsamen Anschlagkontaktflächen 71, 77 des Ventilsitzes 73 und des Ventilglieds 55 in Schließposition festgelegt. Der Napfgrund 59 dient vorzugsweise als Abstützstelle 117 für die Feder 83, die sich mit einem axialen Ende 84 in Schließrichtung S an dem Ventilglied 55 und mit dem anderen axialen Ende 82 in Stellrichtung A an dem Gehäuse 110, insbesondere an dem Deckelteil 113 des Gehäuses 110, abstützt. Dadurch, dass der Napfgrund 59 in Schließrichtung S axial an der Anschlagstelle, insbesondere an der Anschlagkontaktfläche 71 des Ventilglieds 73, vorbei vorsteht, kann die Abstützstelle 117 der Feder 82 ebenfalls in Schließrichtung S an der Anschlagstelle vorbei vorstehen. Dadurch kann der zur Verfügung stehende Federweg erhöht werden, ohne die Gesamterstreckung der Abscheideeinrichtung 51 in Stellrichtung A zu erhöhen. Insbesondere wird dadurch die für den gewünschten Stellweg erforderliche Gesamtaxialerstreckung der Abscheideeinrichtung 51 zugunsten der Axialerstreckung in Stellrichtung A zum Teil in Schließrichtung S verlagert.
  • In den 5 bis 7 ist eine zweite beispielhafte Ausführungsform eines Ventilglieds 55 für eine erfindungsgemäße Abscheideeinrichtung 51 in Seitenansicht (5), Unteransicht (6) und Schnittansicht entlang der Schnittlinie E-E (7) dargestellt. Für eine bessere Lesbarkeit der Anmeldung werden sich entsprechende Merkmale mit den gleichen Bezugsziffern versehen. In dieser zweiten Ausführungsform des Ventilglieds 55 einer erfindungsgemäßen Abscheideeinrichtung 51 ist wenigstens ein Leckageelement 85 in das Ventilglied 55 eingebracht. Das Leckageelement 85 kann alternativ oder zusätzlich zu der Konturierung 74 vorgesehen sein. Sowohl das Leckageelement 85 als auch die Konturierung 74 dienen dazu, einen Fluiddurchtritt in der Schließposition des Ventilglieds 55 bezüglich des Ventilsitzes 73 zu erlauben, um auch in der Schließposition eine Abscheidewirkung der Abscheideeinrichtung 51 zu erzielen.
  • Gemäß den beispielhaften dargestellten Abbildungen weist das Ventilglied 55 sowohl die Konturierung 74 als auch das Leckageelement 85 auf. In das Ventilglied 55 gemäß der zweiten Ausführungsform, wie insbesondere in 6 abgebildet, sind beispielhaft vire Leckageelemente 85 eingebracht. Die Leckageelemente 85 sind als sich in Stellrichtung A verjüngende Durchgangsbohrungen ausgebildet. Durch die Verjüngung entsteht eine Beschleunigung des Gasstroms beim Durchtritt durch die Leckageelemente 85, was wiederum die Abscheidung von Partikeln fördert. In alternativen Ausführungsformen könnten die Leckageelemente 85 auch als sich in Stellrichtung A weitende Bohrungen oder als Bohrungen mit konstantem Querschnitt ausgeführt werden. Auch die hier dargestellte runde Form der Bohrungen ist nicht zwingend notwendig. Die Bohrungen könnten auch eine Ellipsenform aufweisen oder eckig ausgestaltet sein. Vorzugsweise befinden sich die Leckageelemente 85 in einem in Stellrichtung A am weitesten hervorragenden Umkehrabschnitt 86, in den sowohl der Mantel 61 als auch der Kragen 67 mündet, des Napfes 57 und erstrecken sich im Wesentlichen in Stellrichtung A. Alternativ oder zusätzlich können Leckageelemente 85 beispielsweise in den Mantel 61 eingebracht sein und sich im Wesentlichen in Radialrichtung R erstrecken (nicht dargestellt) oder in den Napfgrund 59 eingebracht sein und sich im Wesentlichen in Stellrichtung A erstrecken (nicht dargestellt).
  • Zur weiteren Erhöhung der Abscheidegrade von Abscheideeinrichtungen kann die erfindungsgemäße Abscheideeinrichtung 51 ein Vlies 87 aufweisen, welches derart an der Abscheideeinrichtung 51 angeordnet ist, dass das Vlies 87 von dem Gasstrom an geströmt und/oder durchströmt wird. Insbesondere bei Verwendung eines Vlieses 87, wie beispielsweise in den 11 und 12 dargestellt, hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, an das Ende des Kragens 67 oder des Mantels 61 in Stellrichtung A einen Ring 89 vorzusehen, dessen Innendurchmesser 91 vorzugsweise größer oder gleich groß wie der maximale Innendurchmesser 63 des Mantels 61 ist. Dabei erstrecken sich die Leckageelemente 85 vorzugsweise in Stellrichtung A durch den Kragen 67 und den Ring 89. Es hat sich als vorteilhaft herausgestellt zwischen zwei und zehn, vorzugsweise zwischen zwei und acht, besonders bevorzugt zwischen zwei und sechs, Leckageelemente 85 in dem Stellglied 57 vorzusehen, die insbesondere äquidistant zueinander in Umfangsrichtung U angeordnet sind.
  • Eine Axialerstreckung 93 in Stellrichtung A des Führungszapfens 79 zwischen der Anschlagsfläche 71 des Ventilglieds 57 und dem Napfgrund 59 kann im Verhältnis zu einer Gesamtaxialerstreckung 95 in Stellrichtung A des Ventilglieds 55 angepasst werden, um den erforderlichen Bauchraum in Stellrichtung A zu reduzieren, insbesondere in die zur Stellrichtung A entgegengesetzte Schließrichtung S zu verlagern. Es hat sich als vorteilhaft erwiesen eine Axialerstreckung 93 des Führungszapfens 79 zwischen der Anschlagsfläche 71 des Ventilglieds 57 und dem Napfgrund 59 von wenigstens 10 %, 20 %, 30 %, 40 % oder 50 % der Gesamtaxialerstreckung 95 des Ventilglieds 55 vorzusehen. In der Ausführungsform der 2 bis 4 beträgt die Axialerstreckung 93 des Führungszapfens 79 zwischen der Anschlagsfläche 71 des Ventilglieds 57 und dem Napfgrund 59 etwa 12,5 % der Gesamtaxialerstreckung des Ventilglieds 57, wohingegen es in der Ausführungsform der 5 bis 7 in etwa 20 % sind. Dadurch kann die Axialerstreckung des Ventilglieds und der Abscheideeinrichtung, in die das Ventilglied eingesetzt wird, in Schließrichtung S verlagert werden und so die Axialerstreckung in Stellrichtung A reduziert werden. Wie 7 zu entnehmen ist, verjüngt sich der Führungszapfen 79 in Stellrichtung A. Die Verjüngung beginnt vorzugsweise in etwa auf axialer Höhe des Ventilgliedkragens 67, erfolgt über einen kurzen Abschnitt in Stellrichtung A, beispielsweise über etwa 10% der Gesamtaxialerstreckung 95 des Führungszapfens 79, von wo aus der Führungszapfen 79 sich mit konstantem Querschnitt weiter in Stellrichtung A erstreckt. Insbesondere an einem in Stellrichtung A betrachtet oberen Ende 80 des Führungszapfens 79 in Stellrichtung A erstrecket sich wenigstens eine Führungsnase 97 in Radialrichtung R, wobei beispielhaft mehrere Führungsnasen 97 vorgesehen sind, welche im Wesentlichen in Umfangsrichtung U verteilt an dem Führungszapfen 79 angeordnet sind. Die Führungsnasen 97 dienen insbesondere der Führung des Führungszapfens 79, vorzugsweise in einem Gehäuse der Abscheideeinrichtung 51, wobei die Führungsnasen 97 insbesondere in dafür vorgesehene Führungsnuten (nicht dargestellt) eingreifen können.
  • Die in den 2 bis 10 dargestellten Ventilglieder 55 umfassen Strömungsleitflächen 99 zum Umlenken des Gasstroms, sodass aufgrund von Impakt der Partikel an den Strömungsleitflächen 99 Partikel aus dem Gasstrom abgeschieden werden. Dabei bezeichnen diejenigen Oberflächen des Ventilglieds 55 Strömungsleitflächen 99, welche mit dem Gasstrom in Kontakt geraten und diesen umlenken und/oder führen Die Strömungsleitflächen 99 sind insbesondere an einer der axialen Stellrichtung A abgewandten Außenfläche 100 des Ventilglieds 55 ausgebildet. Vorzugsweise werden die Strömungsleitflächen 99 von dem Napf 57, insbesondere dem Mantel 61, und dem Ventilgliedkragen 67 gebildet. Die Strömungsleitflächen 99 des Ventilglieds 55 begrenzen den in Schließrichtung S offenen Ringraum 69, wodurch ein in Stellrichtung A auf das Ventilglied 55 zuströmender Gasstrom umgelenkt und/oder geführt wird.
  • In den 8 bis 9 ist eine dritte beispielhafte Ausführungsform eines Ventilglieds 55 für eine erfindungsgemäße Abscheideeinrichtung 51 in Seitenansicht (8) und Unteransicht (9) abgebildet, bei der Fluiddurchtrittselemente 159 zum Ermöglichen eines Fluiddurchtritts in der Schließposition angeordnet sind. Dabei ist klar, dass die gemäß der 8 und 9 dargestellten Fluiddurchtrittselemente 159 zusätzlich oder alternativ zu den Leckageelementen 85 bzw. der Konturierung 74 vorgesehen sein können. Für eine bessere Lesbarkeit der Anmeldung werden sich entsprechende Merkmale mit den gleichen Bezugsziffern versehen.
  • Die Fluiddurchtrittselemente 159 sind an den Strömungsleitflächen 99 des Ventilglieds 55 angeordnet. Die Fluiddurchtrittselemente 159 sind derart angeordnet, dass Fluiddurchtrittsöffnungen 161 an den Strömungsleitflächen 99 ausgebildet sind, durch die ein Fluiddurchtritt in der Schließposition ermöglicht ist. Die Fluiddurchtrittselemente 159 können beispielsweise als turbinenschaufelartige Leitvorsprünge 101 und/oder als turbinenschaufelartige Leitvertiefungen gestaltet sein, welche/welche den Gasstrom außerdem in eine Drallströmung versetzen, um den Abscheidegrad der Abscheideeinrichtung 51 zu erhöhen. Gemäß der Ausführungsform der 8 bis 9 sind mehrere Leitvorsprünge 101 bereitgestellt, um die Wirkung derselben zu verbessern. Die turbinenschaufelartigen Leitvorsprünge 101 sind an einer in radialer Richtung R betrachtet innenliegenden Ventilgliedkrageninnefläche 163 angeordnet. Ferner ist es möglich, zusätzlich oder alternativ Leitvorsprünge 101 und/oder Leitvertiefungen an Strömungsleitflächen des Ventilsitzes 73 anzubringen (nicht dargestellt), um den Abscheidegrad weiter zu erhöhen.
  • Die Leitvorsprünge 101 sind gemäß der beispielhaften Ausführung helixförmig unter Ausbildung der Fluiddurchtrittsöffnungen 161 geformt. Dabei sind die Leitvorsprünge 101 insbesondere als sich kontinuierlich erstreckende Materialstege ausgeführt, die helixförmig um eine Rotationsachse B' des Ventilglieds 55 verlaufen, wobei an den Strömungsleitflächen 99, bzw. an der Ventilgliedkrageninnenfläche 163, die Leitvorsprünge 101 derart angebunden sind, dass die Fluiddurchtrittsöffnungen 161 zur Ermöglichung des Fluiddurchtritts frei bleiben.
  • 10 zeigt eine beispielhafte Ausführung eines erfindungsgemäßen Partikelabscheiders, der beispielhaft zwei erfindungsgemäße und fluidal miteinander in Verbindung stehende Abscheideeinrichtungen 51 aufweist, wobei die linke Abscheideeinrichtung 51 in Schließposition und die rechte Abscheideeinrichtung 51 in Öffnungsposition dargestellt ist. Das in 10 dargestellten Ventilglieder 55 der Abscheideeinrichtung in 51 kommen dem in 2 bis 4 dargestellten Ventilglied 55 nahe und unterscheiden sich insbesondere durch einen größeren Ringraum 69 zwischen Ventilgliedkragen 67 und Napf 57.
  • Die Abscheideeinrichtungen 51 des Partikelabscheiders 53 sind parallel zueinander angeordnet und stehen fluidal miteinander in Verbindung. Mit parallel zueinander angeordnet ist dabei gemeint, dass die Abscheideeinrichtungen 51 so angeordnet sind, dass ein auf den Partikelabscheider 53 auftreffender Gasstrom gleichzeitig in beide Abscheideeinrichtungen 51 gelangen kann, bzw. sich in die beiden Abscheideeinrichtungen 51 aufteilen kann Jede Abscheideeinrichtung 51 weist eine Strömungsdurchtrittsöffnung 109 auf, über die ein auf den Partikelabscheider 53 treffender Gasstrom in beide Abscheideeinrichtungen 51 aufteilbar ist. Auch wenn in 10 lediglich die Kopplung von zwei Abscheideeinrichtungen 51 in Form eines Partikelabscheiders 53 dargestellt ist, sei klar, dass die vorangegangene und nachfolgende Beschreibung der Abscheideeinrichtungen 51 sowohl für einen Partikelabscheider 53 mit zwei Abscheideeinrichtungen 51, als auch für eine einzelne Abscheideeinrichtung 53, als auch für einen Partikelabscheider 53 mit mehr als zwei parallel zueinander angeordneten Abscheideeinrichtungen 51 Geltung hat.
  • Die Abscheideeinrichtung 51 umfasst ein insbesondere zweiteiliges Gehäuse 110. Das Gehäuse umfasst ein Anströmgehäuseteil 111 und ein damit verbindbares bzw. verbundenes Deckelteil 113. Das Anströmgehäuseteil 111 und das Deckelteil 113 können insbesondere über eine Klippverbindung (nicht dargestellt) lösbar miteinander verbunden werden. Das Anströmgehäuseteil 111 kann insbesondere über eine Nut-Feder-Verbindung mit einem Kurbelgehäuse verbunden werden (nicht dargestellt). In einer bevorzugten Ausführungsform kann das Anströmgehäuseteil 111 über eine Nut-Feder-Verbindung mit einem Kurbelgehäuse verbunden werden. Die Abscheideeinrichtung 51 umfasst einen Ventilsitz 73, der die Strömungsdurchtrittsöffnung 109 begrenzt. Der Ventilsitz 73 ist Teil des Gehäuses 110, insbesondere Teil des Anströmgehäuseteils 111. Vorzugsweise sind Ventilsitz 73 und Anströmgehäuseteil 111 aus einem Stück hergestellt. Bei dem dargestellten Partikelabscheider 53 sind die Ventilsitze 73 der zwei Abscheideeinrichtungen 51 und die Anströmgehäuseteile 111 aus einem Stück hergestellt. Die Deckelteile 113 der zwei Abscheideeinrichtungen 51 sind ebenfalls aus einem Stück hergestellt. Beispielsweise kommen Spritzgussverfahren zum Einsatz.
  • Das Gehäuse 110 begrenzt einen Abscheideraum 115 zum Abscheiden von Partikeln aus dem Gasstrom und zum Lagern und Führen des Ventilglieds 55. Das Ventilglied 55 ist in dem Abscheideraum 115 montiert. In der Schließposition steht das Ventilglied 55 mit dem Ventilsitz 73 in einem Anschlagkontakt. Im Anschlagkontakt stehen die Anschlagkontaktfläche 71 des Ventilglieds 55 und die Anschlagkontaktfläche 77 des Ventilsitzes 73 miteinander in Kontakt. Dabei wird das Ventilglied 55 über eine Feder 83, die beispielsweise als Schraubenfeder ausgebildet ist und sich mit einem Axialende 84 an dem Ventilglied 55 abstützt, gegen den Ventilsitz 73 gedrückt. Mit einem dem Axialende 84 entgegengesetzt liegenden Axialende 82 stützt die Feder 83 sich an dem Deckelteil 113 des Gehäuses ab. Wirkt ein Gasstrom mit ausreichendem Druck gegen das Ventilglied 55, so wird dieses in Stellrichtung A aus der Schließposition in eine Öffnungsposition bewegt. Dabei wirkt der Gasstrom gegen die Federkraft der Feder 83, wobei beispielsweise auch eine Mehrfederanordnung, wie eine Hintereinanderschaltung wenigstens zweier Federn 83, vorgesehen sein kann. Bei Verlagerung des Ventilglieds 55 in Stellrichtung A wird die Feder 83, die sich zwischen Ventilglied 55 und Gehäusedeckel 113 abstützt, gestaucht. Mit zunehmender Verlagerung des Ventilglieds 55 in Stellrichtung A steigt die gegen die Verlagerungsbewegungen des Ventilglieds 55 wirkende Federkraft. Durch Verwendung von Federn mit progressiv gewickelter Federkennlinie und/oder durch die Nutzung mehrerer in Reihe geschalteter Federn kann die Federkennlinie an ein gewünschtes Ansprechverhalten des Ventilglieds 55 angepasst werden.
  • Die Feder 83 ist über den Führungszapfen 79 gestülpt, der sich von dem Napf 57, insbesondere von dem Napfgrund 59, in Stellrichtung A erstreckt. An einem dem Napfgrund 59 in Stellrichtung A gegenüberliegenden Teil des Gehäuses, insbesondere des Deckelteils 113, ist eine Durchtrittsöffnung 131 für den Führungszapfen 79 vorgesehen, in bzw. durch den der Führungszapfen 79 ragt. Die Durchtrittsöffnung 131 ist derart dimensioniert, dass sie das Ventilglied 55 bei Verlagerung in Stell- und/oder Schließrichtung A, S führt.
  • Der Raumbedarf der Feder 83, insbesondere in Stellrichtung A, wird dadurch reduziert, dass die Feder 83 am Napf 57, insbesondere am Napfgrund 59, abgestützt wird, wobei eine Abstützstelle 117 an einer in Stellrichtung A betrachtet tiefsten Position an einer in Stellrichtung A weisenden Napfseite gebildet ist. Alternativ oder zusätzlich wird der Raumbedarf für die Feder 83 dadurch reduziert, dass die Abstützstelle 117 der Feder 83 und/oder der Napfgrund 59 in Schließposition des Ventilglieds 55 entgegen der Stellrichtung A axial an der Anschlagstelle 71, 77 vorbei vorsteht. Dadurch kann insbesondere die für den Stellweg der Feder 83 erforderliche Gesamterstreckung der Abscheideeinrichtung 51 zugunsten der Erstreckung in Stellrichtung A teilweise in Schließrichtung S verlagert werden. Dadurch kann insbesondere auch die Gesamtaxialerstreckung einer Anordnung, insbesondere eines Kurbelgehäuseentlüftungssystems 29 umfassend eine Abscheideeinrichtung 51 und eine stromaufwärtig an die Abscheideeinrichtung 51 anschließende Gasstromquelle, wie ein Kurbelgehäuse aus dem Blow-By-Gas in die Abscheideeinrichtung strömt, verringert werden. Dabei wird ausgenutzt, dass die zugunsten der Axialerstreckung in Stellrichtung A in Schließrichtung S verlagerte Erstreckung in einen ohnehin zur Verfügung stehenden Bauraum der Gasstromquelle ragt, sodass der Stellweg der Feder 83 erhöht werden kann, ohne die Gesamtaxialerstreckung der Anordnung zu reduzieren.
  • Der Ventilsitz 73 ist rotationssymmetrisch ausgebildet. Insbesondere umfasst der Ventilsitz 73 einen Hohlkörper 119, der komplementär zu dem Napf 57 des Ventilglieds 55 geformt ist. Der Napf 57 und/oder der Hohlkörper 119 verjüngen sich in Schließrichtung S. Dabei sind der Napf 57 und der Hohlkörper 119 insbesondere komplementär zueinander geformt. Zur Verlagerung des Ventilglieds 55 in Schließ- und/oder Öffnungsposition ist der Napf 57 teleskopartig in den Hohlkörper 119 verschiebbar. Durch die komplementäre Ausgestaltung von Napf 57 und Hohlkörper 119 wird das Ventilglied 55 bei der Verlagerung in Stell- und Schließrichtung A, S von dem Ventilsitz 73, insbesondere von den Hohlkörper 119, in Stell-/Schließrichtug A, S geführt. Es sei klar, dass eine gewisse Relativbewegung des geführten Ventilglieds 55 in einer zur Stell-/Schließrichtug A, S quer, insbesondere senkrecht, orientierten Richtung möglich ist. Vielmehr ist unter Führen gemeint, dass die Bewegung des geführten Teils, des Ventilglieds 55, in andere Richtungen durch die Führung wenigstens beschränkt wird bzw. eine Zentrierung des Teils, des Ventilglieds 55, erfolgt.
  • Wie in 10 zu sehen, ist bei der vorliegenden Anordnung zwischen Napf 57 und Hohlkörper 119 gemäß der Abscheideeinrichtung 51 (rechts dargestellt) ein Spiel s in Radialrichtung R vorhanden, sodass die Führung des Hohlkörpers 119 eine gewisse Bewegung in Radialrichtung R zulässt. Im Vergleich dazu ist in 10 bei der Abscheideeinrichtung 51 in Schließposition (links dargestellt) ein deutlich geringeres Spiel zwischen dem Napf 57 und dem Hohlkörper 119 vorhanden.
  • Der Ventilsitz 73 umfasst ferner einen Ventilsitzkragen 121, der in den Hohlkörper 119 mündet. Dabei erstreckt sich der Ventilsitzkragen 121 von einem in Stellrichtung A betrachteten Ende 122 des Hohlkörpers 119 zunächst bogenförmig in Radialrichtung R und anschließend im Wesentlichen in Schließrichtung S. Dabei begrenzen Hohlkörper 119 und Ventilsitzkragen 121 einen in Schließrichtung S offenen Ringraum 123. Der Hohlkörper 119 und der Ventilsitzkragen 121 ragen in den Ringraum 115, der von dem Ventilglied 55 begrenzt wird. Insbesondere werden der Hohlkörper 119 und der Ventilsitzkragen 121 in der Schließposition in Radialrichtung R von dem Ventilglied 55 umschlossen.
  • Die axiale Anschlagstelle 77 (Anschlagkontaktfläche des Ventilsitzes 73) ist durch einen Radialsteg 125 gebildet, in den der Ventilsitzkragen 121 mündet. In Radialrichtung R schließt an den Radialsteg 125 ein Axialsteg 127 an, der sich im Wesentlichen in Stell-und Schließrichtung A, S erstreckt. Der Ventilsitzkragen 121, der Radialsteg 125 und der Axialsteg 127 begrenzen einen in Stellrichtung A offenen Ringspalt 126, der insbesondere das Ventilglied 55 bei Verlagerung in Stell- und Schließrichtung S führt.
  • Die in 10 dargestellten Ventilglieder 55 und Ventilsitze 73 sind derart kragenförmig, insbesondere teleskopartig ineinander verschiebbar, ausgebildet, dass zwischen Ventilglied 55 und Ventilsitz 73, insbesondere in Schließposition, ein kragenförmiger Spalt 128 ausgebildet ist. Der kragenförmige Spalt 128 wird insbesondere zwischen Strömungsleitflächen 129 des Ventilsitzes 73 und Strömungsleitflächen 99 des Ventilglieds 55 ausgebildet. Die Strömungsleitflächen 129 des Ventilsitzes 73 sind insbesondere durch die in Radialrichtung R innenliegenden und mit dem Gasstrom in Kontakt geratenen Oberflächen des Hohlkörpers 119 und durch die in Radialrichtung R außenliegende Oberfläche des Ventilsitzkragens 121 gebildet. Der kragenförmige Spalt 128 bewirkt eine Umlenkung des Gasstroms um wenigstens 130°, 140°, 150°, 160°, 170° oder 180°, wobei der Gasstrom zwischen den Strömungsleitflächen 99, 129 des Ventilglieds 55 und des Ventilsitzes 73 strömt.
  • Der durch das Gehäuse 110 begrenzte Abscheideraum 115 wird durch das Ventilglied 55 in einen Strömungsraum zwischen Ventilglied 55 und Ventilsitz 73 und in einen Bypassraum 141 zwischen Ventilglied 55 und Deckelteil 113 unterteilt. Durch den Strömungsraum strömt der Gasstrom entlang der Strömungsleitflächen 99, 129 zwischen Ventilsitz 73 und Ventilglied 55. Über die Leckageelemente 85, die Konturierung 74 oder die Fluiddurchtrittselemente 159 in dem Ventilglied 55 kann der Gasstrom selbst in der Schließposition des Ventilglieds 55 in den Bypassraum 141 gelangen, in dem ebenfalls Partikel abgeschieden werden können. Durch die Konturierung 74, die Leckageelemente 85 oder die Fluiddurchtrittselemente 159 der Anschlagsflächen 71, 77 kann ein Gasstrom auch in Schließposition beider Ventilglieder 55 von der einen Abscheideeinrichtung 51 in die andere gelangen, und umgekehrt.
  • In 10 ist in dem Bypassraum 141 ein Vlies 87 vorgesehen, an dem Partikel abgeschieden werden können. Dabei muss das Vlies 87 nicht durchströmt werden. Ein Anströmen des Vlieses 87 reicht aus, um Partikel an diesem abzuscheiden. Das Vlies 87 ist scheibenförmig, insbesondere ringförmig, ausgebildet und vorzugsweise an dem Deckelteil 113 des Gehäuses 110 befestigt.
  • Stromabwärts des Ventilglieds 55 ist eine Abscheidedüse 133 mit konstantem Durchströmungsquerschnitt zum Zerstäuben und/oder definierten Ableiten des Gasstroms vorgesehen. Die Abscheidedüse bildet insbesondere wenigstens einen Spalt zwischen Gehäusedeckel 113 und Anströmgehäuseteil 111 im montierten Zustand ausgebildet. Durch eine im Wesentlichen unbewegliche Befestigung zwischen Gehäusedeckel 113 und Anströmgehäuseteil 111, bleibt der Querschnitt des Spalts, und somit der Durchströmungsquerschnitt der Abscheidedüse 133 im Wesentlichen unabhängig von der Position des Ventilglieds 55 konstant. Durch den konstanten Durchströmungsquerschnitt kann selbst bei komplett geöffnetem Ventilglied 55 ein Mindestmaß an Partikelabscheidung über die wenigstens eine Abscheidedüse 133 sichergestellt werden. Die Abscheidedüse 133 ist stromabwärts des Anschlagkontakts zwischen Ventilglied 55 und Ventilsitz 73 ausgebildet. In maximaler Öffnungsposition wird ein Ringspalt zwischen der Anschlagkontaktfläche 71 des Ventilglieds 55 und der Anschlagkontaktfläche 77 des Ventilsitzes 73 gebildet. Der Durchströmungsquerschnitt dieses Ringspalts, insbesondere ein in Stellrichtung A betrachteter Abstand zwischen den Anschlagkontaktflächen 71, 77 zwischen Ventilglied 55 und Ventilsitz 73, ist größer, insbesondere wenigstens 20%, 40%, 60%, 80% oder 100% größer, als der maximale Durchströmungsquerschnitt, insbesondere als die Axialerstreckung des Spalts zwischen Gehäusedeckel 113 und Anströmgehäuseteil 111, der Abscheidedüse 133.
  • Wie in 10 zu sehen ist, sind wenigstens zwei Abscheideeinrichtungen 51 derart fluidal miteinander zu einem Partikelabscheider 53 verbunden, dass ein Gasstrom von der einen Abscheideeinrichtungen 51 in die andere Abscheideeinrichtung 51 gelangen kann. Die Abscheideeinrichtungen 51 sind stromabwärts der Abscheidedüse 133 fluidal miteinander verbunden. Eine beispielhafte Ausführung einer derartigen Fluidalverbindung ist in 10 dargestellt. Darin kann ein Gasstrom über die Abscheidedüse 133 der einen Abscheideeinrichtung 51 dessen Abscheideraum 115 verlassen und über die Abscheidedüse 133 der anderen Abscheideeinrichtung 51 in dessen Abscheideraum 115 gelangen. Zwischen Ventilglied 55 und Abscheidedüse 133, insbesondere zwischen Abscheidedüse 133 und Ventilgliedkragen 67, ist ein Abscheideraumverbindungspalt 143 vorgesehen, über den der Gasstrom aus dem Strömungsraum in den Bypassraum 141 gelangen kann, und umgekehrt.
  • Die in der vorstehenden Beschreibung, den Figuren und den Ansprüchen offenbarten Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Realisierung der Erfindung in den verschiedenen Ausgestaltungen von Bedeutung sein.

Claims (14)

  1. Einrichtung (51) zum Abscheiden von Partikeln aus einem Gasstrom in einem Verbrennungsmotor (1), umfassend: - einen eine Strömungsdurchtrittsöffnung (27, 109) begrenzenden Ventilsitz (73); und - ein bewegbares Ventilglied (55), das zwischen einer Schließposition, in der das Ventilglied (55) in einen Anschlagkontakt mit dem Ventilsitz (73) gebracht ist, wobei der Anschlagkontakt eine axiale Anschlagstelle festlegt, und wenigstens einer Öffnungsposition verlagerbar ist, in der das Ventilglied (55) von der axialen Anschlagstelle in einer axialen Stellrichtung (A) bewegt ist; wobei wenigstens eine Anschlagkontaktfläche (71, 77) des Ventilglieds (55) und/oder des Ventilsitzes (73) derart konturiert ist, dass Fluiddurchtritt in der Schließposition zugelassen ist, dadurch gekennzeichnet, dass in der Schließposition ein wenigstens abschnittsweise umlaufender Spalt zwischen Ventilglied (55) und Ventilsitz (73) besteht und eine Spalterstreckung in Umfangsrichtung (U) und/oder eine Spaltabmessung in Axialrichtung in Abhängigkeit eines vordefinierten einzustellenden Leckage-Gasvolumenstroms bemessen ist.
  2. Einrichtung (51) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Konturierung (74) der wenigstens einen Anschlagkontaktfläche (71, 77) des Ventilglieds (55) und/oder des Ventilsitzes (73) wenigstens einen Vorsprung und/oder wenigstens eine Vertiefung umfasst und/oder wobei eine Gruppe von mehreren Vorsprüngen und/oder eine Gruppe von mehreren Vertiefungen an der wenigstens einen Anschlagkontaktfläche des Ventilglieds (55) und/oder des Ventilsitzes (73) in einer Umfangsrichtung (U) bezüglich der axialen Stellrichtung (A) gleichmäßig verteilt angeordnet ist.
  3. Einrichtung (51) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Anschlagkontaktfläche (71, 77) eine Anströmkante (151) und eine Strömungsaustrittskante (153) umfasst, wobei ein sich von der Anströmkante (151) hin zur Strömungsaustrittskante (153) erstreckender Fluiddurchtrittskanal (155) gekrümmt gestaltet ist, um den Gasstrom umzulenken.
  4. Einrichtung (51) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Fluiddurchtrittskanal (155) derart gekrümmt gestaltet ist, dass aufgrund von Impakt der Partikel an Strömungsleitflächen des Fluiddurchtrittskanals (155) sich die Partikel aus dem Gasstrom abscheiden.
  5. Einrichtung (51) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Feder (83) das Ventilglied (55) in Axialrichtung in die Schließposition vorspannt, wobei die Feder (83) sich an dem Ventilglied (55) abstützt und ein Verlagern des Ventilglieds (55) in die Schließposition veranlasst.
  6. Einrichtung (51) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine Federkonstante derart gewählt ist und/oder eine senkrecht zur axialen Stellrichtung (A) orientierte Fluiddurchtrittsfläche derart bemessen ist, dass ein Fluiddurchtrittsvolumen in der Schließposition bis zu vorzugsweise 20 l/min gewährleistet ist, bevor das Ventilglied (55) die Schließposition in der axialen Stellrichtung (A) verlässt.
  7. Einrichtung (51) nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Feder (83) eine progressive Federkonstante besitzt und/oder dass eine weitere Feder in axialer Stellrichtung in Reihe geschaltet ist.
  8. Einrichtung (51) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die ventilgliednahe, strömungsaufwärtige Feder (83) eine geringere Federkonstante besitzt als die strömungsabwärtige Feder und/oder sich die ventilgliednahe Feder (83) an dem Ventilglied (55) und die strömungsabwärtige Feder an der ventilgliednahen Feder (83) abstützt.
  9. Einrichtung (51) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass stromabwärts des Ventilglieds (55) wenigstens eine Abscheidedüse (133) zum Zerstäuben und/oder definierten Ableiten des Gasstroms angeordnet ist.
  10. Einrichtung (51) zum Abscheiden von Partikeln aus einem Gasstrom in einem Verbrennungsmotor, umfassend: - einen eine Strömungsdurchtrittsöffnung (27, 109) begrenzenden Ventilsitz (73); und - ein bewegbares Ventilglied (55), das zwischen einer Schließposition, in der das Ventilglied (55) in einen Anschlagkontakt mit dem Ventilsitz (73) gebracht ist, wobei der Anschlagkontakt eine axiale Anschlagstelle festlegt, und wenigstens einer Öffnungsposition verlagerbar ist, in der das Ventilglied (55) von der axialen Anschlagstelle in einer axialen Stellrichtung (A) bewegt ist; und - wenigstens ein Leckageelement (85), wie ein Leckagevorsprung oder eine Leckagevertiefung, zum Ermöglichen eines Fluiddurchtritts in der Schließposition; dadurch gekennzeichnet, dass das Ventilglied (55) gasstromaufwärtig einen entgegen der axialen Stellrichtung (A) axial an dem Ventilsitz (73) vorbei vorstehenden rotationsförmigen Napf (57) aufweist.
  11. Einrichtung (51) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Leckageelement (85) an dem Napf (57) angeordnet ist.
  12. Einrichtung (51) nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Leckageelement (85) derart ausgebildet ist, dass ein Fluidrücklauf durch das wenigstens eine Leckageelement (85) entgegen der axialen Stellrichtung (A) ermöglicht ist.
  13. Partikelabscheider (53) mit wenigstens zwei Einrichtungen (51) zum Abscheiden von Partikeln aus einem Gasstrom in einem Verbrennungsmotor, wobei die wenigstens zwei Einrichtungen (51) jeweils umfassen: - einen eine Strömungsdurchtrittsöffnung (27, 109) begrenzenden Ventilsitz (73); und - ein bewegbares Ventilglied (55); wobei die wenigstens zwei Einrichtungen (51) derart fluidal in Verbindung stehen, dass ein Gasstrom stromaufwärts des Partikelabscheiders (53) in die beiden Einrichtungen (51) aufteilbar ist und ein Gasstrom von der einen Einrichtung (51) in die andere Einrichtung (51) gelangen kann.
  14. Kurbelgehäuseentlüftungssystem (29) eines Verbrennungsmotors (1), umfassend: - ein Kurbelgehäuse (15) mit einer Strömungsaustrittsöffnung (25), durch die Blow-By-Gas aus dem Kurbelgehäuse (15) austreten kann; und - eine mit der Strömungsaustrittsöffnung (25) fluidal in Verbindung stehende und nach einem der vorstehenden Ansprüche 1 bis 12 ausgebildete Einrichtung (51) zum Abscheiden von Partikeln aus dem Blow-By-Gas.
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