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Die
Erfindung betrifft ein Ölabscheidesystem einer
Verbrennungskraftmaschine mit den im Oberbegriff des Anspruchs 1
genannten Merkmalen.
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Stand der Technik
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Es
ist bekannt, bei Verbrennungskraftmaschinen Ölabscheidesysteme einzusetzen,
mittels denen eine Kurbelgehäuseentlüftung durchgeführt wird.
Hierbei wird ein sogenanntes Blow-by-Gas mittels einer Unterdruckquelle
angesaugt und über
einen Ölabscheidungsfilter
geführt.
Mittels des Ölabscheidungsfilters
wird das Blow-by-Gas gereinigt, wobei das abgeschiedene Öl über eine
Rücklauföffnung einer Ölwanne der
Verbrennungskraftmaschine zugeführt
wird. Das gereinigte Gas wird der Unterdruckquelle zugeführt, die
in der Regel von einer Ansaugung der Verbrennungskraftmaschine gebildet wird.
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In
extremen Betriebssituationen der Verbrennungskraftmaschine kann
es zu einem Vereisen des Ölabscheidungsfilters
kommen, so dass der von der Unterdruckquelle bereitgestellte Unterdruck über die Rücklauföffnung an
der Ölwanne
anliegt und es hierdurch zum Ansaugen von Öl in den Verbrennungsraum der
Verbrennungskraftmaschine kommen kann. Hierdurch besteht die Gefahr
einer Beschädigung
beziehungsweise einer unkontrollierten Betriebsweise der Verbrennungskraftmaschine.
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Aus
der
DE 42 14 324 A1 ist
ein Ölabscheidesystem
bekannt, bei dem ein Zyklon in einem von einem Kurbelgehäuseraum
zu einer Saugleitung eines Verbrennungsmotors führenden Entlüftungsweg angeordnet
ist, so dass von der Luft mitgeführte
Aerosole im Zyklon abgeschieden und über einen Auslaß einem Ölsumpf des
Verbrennungsmotors zugeführt
werden können.
Um auch unter extremen Betriebsbedingungen ein Zulauf von Öl aus dem Ölsumpf in
den Zyklon verhindern zu können,
ist auslassseitig ein Schwimmerventil angeordnet. Das Schwimmerventil
bildet zusammen mit dem Zyklon eine Baugruppe. Diese Baugruppe nimmt
einen sehr großen
Bauraum ein und ist nicht insgesamt in die Rücklauföffnung der Ölwanne einsetzbar.
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Die
DE 19 78 048 U zeigt
ein Ölabscheidesystem
mit einem Ölstandsrohr,
in das ein Rückschlagventil
eingeschraubt ist. Das abgeschiedene Öl sammelt sich im Ölstandsrohr.
Unter dem Einfluss des Gewichts der Ölsäule im Rohr und durch den kurzzeitigen
Abbau des inneren Überdrucks
im Kurbelgehäuseraum
erfolgt ein intermittierendes Öffnen des
Rückschlagventils
und Abfließen
des Öls
in den Triebwerksraum.
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Vorteile der Erfindung
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Das
erfindungsgemäße Ölabscheidesystem mit
den im Anspruch 1 genannten Merkmalen bietet demgegenüber den
Vorteil, dass es einfach aufgebaut ist und in allen Betriebssituationen
eine sichere Funktion zeigt, wobei auch bei extremen Betriebsbedingungen
ein Eindringen von Öl
aus der Ölwan
in das Ansaugsystem verhindert werden kann. Dadurch, dass in der
Rücklauföffnung ein
Sicherheits-, insbesondere ein Rückschlagventil,
angeordnet ist wird bei Entstehen eines Unterdrucks in der Rücklauföffnung die
Rücklauföffnung verschlossen,
so dass ein Durchtritt von Öl
durch diese Öffnung
in Richtung der Unterdruckquelle verhindert wird. Das durch den
Unterdruck auftretende Druckgefälle
zwischen der Ansaugleitung und der Ölwanne wird zum Schliessen
des Rückschlagventils
ausgenutzt. Bei Normalisierung der Betriebsbedingungen ergibt sich durch
die sich einstellenden normalen Druckverhältnisse und den Einbauort des
Rückschlagventils
ein selbsttätiges Öffnen des
Rück schlagventils
und damit ein Freigeben der Rücklauföffnung.
Erfindungsgemäß der Erfindung
ist vorgesehen, dass das Sicherheitsventil von zwei Hülsen gebildet
wird, von denen eine erste Hülse
ein Gehäuse
und eine zweite Hülse
einen Ventilkörper
bildet, der innerhalb des ersten Gehäuses derart beweglich gelagert
ist, dass ein Übertritt
des Öls
von der Ölwanne
in Richtung der Unterdruckquelle des Ölabscheidesystems verhindert
wird. Hierdurch ist es vorteilhaft möglich, das Sicherheitsventil
mittels lediglich zweier einfach aufgebauter Teile zu realisieren.
Es ergibt sich insbesondere eine extrem kleine Bauform, die das
Einsetzen des erfindungsgemäßen Sicherheitsventils
in die Rücklauföffnung problemlos
gewährleistet,
ohne dass ein großer
zusätzlicher
Einbauraum benötigt
wird. Darüber
hinaus ist durch die lediglich zwei Teile eine einfache Montage
möglich.
Aufgrund des einfachen Aufbaus ist darüber hinaus das erfindungsgemäße Sicherheitsventil
unempfindlich gegen Verschmutzungen durch das in die Ölwanne rücklaufende Öl, so dass
jederzeit eine sichere Funktion gewährleistet ist.
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Vorteilhafte
Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Ölabscheidesystems ergeben sich aus
den in den Unteransprüchen
genannten Merkmalen.
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Zeichnungen
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Die
Erfindung wird nachfolgend in einem Ausführungsbeispiel anhand der zugehörigen Zeichnungen
näher erläutert. Es
zeigen:
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1 eine
schematische Gesamtansicht eines Ölabscheidesystems einer Verbrennungskraftmaschine;
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2 einen
Längsschnitt
durch ein Rückschlagventil;
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3 eine
Seitenansicht des Rückschlagventils
und
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4 eine
Schnittdarstellung des Rückschlagventils
in Draufsicht.
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Beschreibung des Ausführungsbeispiels
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In
der 1 ist ausschnittsweise stark schematisiert eine
Verbrennungskraftmaschine 10, beispielsweise ein Dieselmotor,
dargestellt, wobei lediglich die für die nachfolgende Beschreibung
der Erfindung bedeutsamen Bestandteile angedeutet sind. Ohne auf
den Aufbau und die Funktion einer Verbrennungskraftmaschine näher einzugehen,
weisen Verbrennungskraftmaschinen der hier angesprochenen Art ein
Kurbelgehäuse 11 auf,
dem eine Ölwanne 12 zugeordnet
ist. Oberhalb des Kurbelgehäuses 11 ist ein
Zylinderkopf 13 mit einer Zylinderkopfhaube 14 angeordnet.
Die Verbrennungskraftmaschine 10 besitzt ein insgesamt
mit 15 bezeichnetes Ölabscheidesystem,
das einen Ölabscheidungsfilter 16 aufweist, der
in einer Ansaugleitung 17 angeordnet ist, die das Kurbelgehäuse 11 mit
einer Unterdruckquelle 19, beispielsweise der Ansaugung
der Verbrennungskraftmaschine 10, verbindet. Von dem Ölabscheidungsfilter 16 führt eine
Rücklauf öffnung 21 zu
der Ölwanne 12.
Innerhalb der Rücklauföffnung 21 ist
ein Rückschlagventil 18 angeordnet.
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Die
allgemein bekannte Funktion des Ölabscheidesystems 15 besteht
darin, aus dem Kurbelgehäuse 11 ein
sogenanntes blow-by-Gas anzusaugen und dieses zu reinigen. Das als ölhaltiger
Nebel vorliegende blow-by-Gas
wird durch die Unterdruckquelle 19 über den Ölabscheidungsfilter und die
Ansaugleitung 17 aus dem Kurbelgehäuse 11 angesaugt.
Im Ölabscheidungsfilter 16 erfolgt
eine Reinigung des blow-by-Gases, wobei das abgeschiedene Öl über die
Rücklauföffnung 21 in
die Ölwanne 12 zurückgelangt.
Das gereinigte Gas wird über
die Unterdruckquelle 19 angesaugt und beispielsweise der
Verbrennungsluft der Verbrennungskraftmaschine 10 zugeführt. In
extremen Betriebssituationen, beispielsweise bei einem Vereisen
des Ölabscheidungsfilters 16, steigt
der Unterdruck vor dem Ölabscheidungsfilter 16 so
stark an, daß durch
Ansaugen Öl
aus der Ölwanne 12 über die
Rücklauföffnung 21 zur
Unterdruckquelle 19 gelangen kann. Für diesen Fall ist das Rückschlagventil 18 vorgesehen,
dessen Ventilkörper
in noch zu erläuternder
Weise durch das angesaugte Öl
aufschwimmt und das Rückschlagventil 18 hiermit
schließt.
Somit wird ein Ansaugen von Öl
aus der Ölwanne 12 in
Richtung der Unterdruckquelle 19 verhindert.
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Der
konkrete Aufbau und die Funktionsweise des erfindungsgemäßen Rückschlagventils 18 wird anhand
der 2 bis 4 näher erläutert.
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Das
Rückschlagventil 18 besitzt
ein Gehäuse 20,
das im wesentlichen als zylindrische Hülse ausgebildet ist. Das Gehäuse 20 besitzt
einen Außendurchmesser,
der ein dichtes Einsetzen in die Rücklauföffnung 21 gestattet.
Zum Justieren des Gehäuses 20 in
der Rücklauföffnung 21 sind über den Außenumfang
umlaufende Dichtungslippen 22 vorgesehen. Die Dichtungslippen 22 besitzen
einen geringfügig
größeren Außendurchmesser
als der Durchmesser der Rücklauföffnung 21,
so daß das Gehäuse 20 unter
Reibschluß in
die Rücklauföffnung 21 eingesetzt,
beispielsweise eingedrückt
werden kann. Die Dichtungslippen 22 gewährleisten gleichzeitig die
Abdichtung des Ringspaltes zwischen der Außenfläche des Gehäuses 20 und der Rücklauföffnung 21.
Um eine exakte Justierung des Gehäuses 20 in der Rücklauföffnung 21 zu
gewährleisten,
sind ferner über
den Außenumfang
verteilt angeordnete Noppen 24 vorgesehen, die ein spielfreies
Lagern des den Dichtungslippen 22 abgewandten Endes des Gehäuses 20 gestattet.
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Das
Gehäuse 20 besitzt
an seinem dem Zylinderkopfgehäuse 13 zugewandten
Ende einen Boden 26, der eine Durchgangsöffnung 28 aufweist.
Der Rand der Durchgangsöffnung 28 ist
durch einen Ringwulst 30 verstärkt. Der Ringwulst 30 besitzt
eine sich unter einem Radius konisch verjüngende Dichtfläche 32.
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Das
Gehäuse 20 besitzt
ferner, wie die 3 und 4 näher zeigen,
zwei diametral gegenüberliegende
Aussparungen 34 der Gehäusewand,
die jeweils einen ersten axial verlaufenden Abschnitt 36, einen
sich hieran anschließenden
koaxial verlaufenden Abschnitt 38, sowie einen weiteren
axial verlaufenden Abschnitt 40 aufweisen. Die axial verlaufenden
Abschnitte 36 und 40 sind in koaxialer Richtung gesehen
versetzt zueinander angeordnet.
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Innerhalb
des Gehäuses 20 ist
ein Ventilkörper 42 angeordnet,
der ebenfalls als zylindrische Hülse
ausgebildet ist. Der Außendurchmesser
des Ventilkörpers 42 ist
geringer gewählt
als der Innendurchmesser des Gehäuses 20,
so daß zwischen
dem Gehäuse 20 und
dem Ventilkörper 42 ein
Ringspalt 44 verbleibt. Der Ventilkörper 42 besitzt einerseits
einen kugelförmigen
Boden 46 und ist andererseits offen ausgebildet. Ein Außenradius
des Bodens 46 entspricht dem Radius der konisch verlaufenden
Dichtfläche 32 des
Ringwulstes 30.
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An
seinem Außenumfang
besitzt der Ventilkörper 42 zwei
diametral gegenüberliegende
nasenförmige
Vorsprünge 48,
die in Eingriff mit den Aussparungen 34 bringbar sind.
Die Vorsprünge 48 besitzen
eine radial verlaufende Auflagefläche 50 und gehen,
ausgehend von der Auflagefläche 50,
sich konisch verjüngend
in den Ventilkörper 42 über. Im montierten
Zustand liegt die Auflagefläche 50 auf
einer koaxial verlaufenden Anlagefläche 52 des koaxialen
Abschnitts 38 der Aussparung 34 an. Die axiale Länge des
Abschnitts 40 der Aussparung 34 ist größer gewählt als
die Erstreckung der Vorsprünge 48.
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Bei
der Montage des Rückschlagventils 18 wird
der Ventilkörper 42 in
einfacher Weise in das Gehäuse 20 eingerastet.
Indem die Vorsprünge 48 durch
den ersten axialen Abschnitt 36 der Aussparungen 34 des
Gehäuses 20 und
von dort über
den koaxialen Abschnitt 38 in den zweiten axialen Abschnitt 40 gedrückt werden,
rasten die Vorsprünge 48 bei
Erreichen von den Auflageflächen 50 der
Anlagefläche 52 ein,
indem der Ventilkörper 42 eine
geringfügige
Drehbewegung vollführt
und die Auflageflächen 50 auf
den Anlageflächen 52 zu
liegen kommen. Ein ungewolltes Herausfallen des Ventilkörpers 42 aus
dem Gehäuse 20 ist
somit ausgeschlossen. Nach Einrasten des Ventilkörpers 42 in das Gehäuse 20 wird
das gesamte Rückschlagventil 18 in
die Rücklauföffnung 21 gedrückt und
somit arretiert.
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Beim
bestimmungsgemäßen Einsatz
des Rückschlagventils 18 liegt
der Ventilkörper 42 durch sein
Eigengewicht mit den Auflageflächen 50 an
den Anlageflächen 52 an
(schraffierte Darstellung in 2). Somit
ist der Ventilsitz zwischen dem kugelförmigen Boden 46 des
Ventilkörpers 42 und
der Dichtfläche 32 des
Ringwulstes 30 offen, und über den Ringspalt 44 ist
eine durchgehende Verbindung gegeben. Durch diesen Ringspalt 44 kann
von dem Ölabscheidungsfilter 16 abgeschiedenes Öl in die Ölwanne 12 abtropfen
beziehungsweise ablaufen, so daß dieser
nunmehr die Rücklauföffnung 21 ergibt.
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Tritt
nun vor dem Ölabscheidungsfilter 16, beispielsweise
durch Vereisen des Ölabscheidungsfilters 16, ein
Unterdruck auf, werden die sich in der Ölwanne 12 befindenden
Schmierstoffe durch den Ringspalt 44 angesaugt. Hierdurch
werden diese in den in Richtung der Unterdruckquelle 19 offenen Ventilkörper 42 gedrängt, so
dass dieser aufschwimmt und mit seinem kugelförmigen Boden 46 gegen
die Dichtfläche 32 drückt, so
dass das Rückschlagventil 18 schließt (unschraffierte
Darstellung in 2). Diese Schwimmerfunktion
wird durch den durch die Durchgangsöffnung 28 am Boden 46 des Ventilkörpers 42 anliegenden
Unterdruck unterstützt.
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Insgesamt
ist somit mit einfachen Mitteln, nämlich mittels einem lediglich
aus zwei Teilen bestehendem Rückschlagventil 18,
möglich,
einerseits ein Abfließen
von Schmierstoffen in die Ölwanne 12 zu gewährleisten
und andererseits bei schwierigen Betriebsbedingungen ein Ansaugen
der Schmierstoffe aus der Ölwanne 12 zu
verhindern. Neben der einfachen Montage zeichnet sich das Rückschlagventil 18 durch
eine extrem kleine Bauform und einfache Herstellung aus. So können das
Gehäuse 20 als
auch der Ventilkörper 42 in
für eine
Massenfertigung geeigneter Spritztechnik aus Kunststoff hergestellt
werden. Durch das bündige
Einsetzen des Rückschlagventils 18 in
die Rücklauföffnung 16 ist
dieses unempfindlich gegen Verschmutzungen. Aufgrund der Einfachheit
des Rückschlagventils 18 besitzt
dieses in allen Betriebsbedingungen der Verbrennungskraftmaschine 10 eine
sichere Funktion.