EP1354129B1

EP1354129B1 - Ölabscheider

Info

Publication number: EP1354129B1
Application number: EP02701206A
Authority: EP
Inventors: Erhard Keller
Original assignee: Senertec
Current assignee: Senertec
Priority date: 2001-01-23
Filing date: 2002-01-18
Publication date: 2007-09-26
Anticipated expiration: 2022-01-18
Also published as: DE50210974D1; US20030136264A1; ES2292714T3; WO2002059466A1; EP1354129A1; DE10290230D2; DE10102809A1; US6814768B2; EP1354129B8; ATE374308T1

Description

Die Erfindung betrifft einen rotatorisch arbeitenden Ölabscheider zur Reinigung von Kurbelgehäuseentlüftungsgasen einer Brennkraftmaschine.
Bei allen Verbrennungsmotoren sind Öltröpfchen und Ölaerosole Bestandteil der Blow-by-Gase aus der Kurbelgehäuseentlüftung. Bei der Einleitung dieser ölhaltigen Gase in den Ansaugbereich des Motors treten Verschmutzungen in den nachfolgenden Bauteilen auf, die sich nachteilig auf die Funktion der Motorbauteile auswirken. Aus dem Kurbelgehäuseentlüftungsgas muss deshalb das mitgeführte Öl entfernt werden.
Meist erfolgt die Ölabscheidung aus den Kurbelgehäusegasen mit Hilfe von Abscheidern, die aus einem Gewirk von Fasern bestehen oder mit Hilfe von Strahlablenkungen an Prallplatten oder einer Kombination dieser Verfahren. Daneben kommen Feinstfilter zum Einsatz, die jedoch mit einem hohen Differenzdruck arbeiten.
Zyklonabscheider benötigen einen relativ großen Einbauraum und arbeiten prinzipbedingt nur in einem Betriebspunkt optimal.
Elekrostatische Filter erfordern eine zusätzliche elektrische Leistungsaufnahme und sind relativ kostenintensiv.
Zudem können diese Filter bei brennbaren Gasen nicht eingesetzt werden. Rotatorisch arbeitende Ölabscheider, in denen die Öltröpfchen mit Hilfe von Schaufelrädern ausgeschleudert werden, sind ebenfalls bekannt. Sie werden meist mit Elektromotoren, Luftdruckturbinen oder Öldruckturbinen angetrieben.
Die optimale Auslegung der üblicherweise eingesetzten Ölabscheider bereitet erhebliche Probleme, weil der Ölabscheidegrad und der sich einstellende Differenzdruck vom Ölgehalt, von der Öltemperatur, von der Tröpfchengrößenverteilung, vom Blow-by-Gasstrom, von der pulsierenden Strömung, von der Motordrehzahl und der Motorbelastung, von plötzlichen Drehzahl- und Laständerungen etc. abhängt. Deswegen werden vor den eigentlichen Ölabscheidern noch Beruhigungsräume und Vorabscheider eingesetzt, die zusätzlichen Bauraum benötigen und zusätzliche Kosten verursachen. Weiterer Aufwand entsteht noch durch Ölsammelbehälter, Rückführventile und Ölrückführleitungen zum Ölsumpf des Motors.
Aus der US 4,755,103 A ist eine Gasturbine bekannt geworden, bei der ein scheibenförmiger Ölabscheider von radial außen nach radial innen durchströmt wird. Der Ölabscheider ist an seinem äußeren Rand und in seinem Zentrum gegenüber angrenzenden Bauteilen abgedichtet.
Aus der DE 43 30 912 A1 ist eine Dunstabscheideeinrichtung bekannt geworden, bei der ein Rotationskörper mit einer Filterfüllung versehen ist. Dunstbildende Teilchen sollen durch Einwirkung der Fliehkraft in Radialrichtung von dem Rotationskörper abgeschleudert werden. Diese Dunstabscheideeinrichtung erfordert jedoch einen Sammelbehälter und Ablenkrippen für die dunstbildenden Teilchen und ist daher nicht für die Reinigung von Blow-by-Gasen geeignet. Weiterhin ist der Rotationskörper zusammen mit einem Antriebsmotor innerhalb eines Gehäuses angeordnet, was zu großen Abmessungen der Dunstabscheideeinrichtung führt.
Aus der DE 196 37 431 A1 ist eine Reinigungsvorrichtung bekannt geworden, bei der eine Luftströmung mit Feststoffpartikeln durch eine rotierende Lochscheibe geführt wird. Die Feststoffpartikel sollen von der Lochscheibe erfasst und radial nach außen geschleudert werden. Diese Reinigungsvorrichtung ist jedoch nicht zur Trennung von flüssigen Stoffen, wie Öltröpfchen oder Ölaerosolen, von Luft geeignet.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Ölabscheider zu schaffen, der unter allen vorkommenden Betriebsbedingungen und bei geringem Differenzdruck eine nahezu vollständige Ölabscheidung aus den Kurbelgehäuseentlüftungsgasen gewährleistet und dabei kostengünstig hergestellt werden kann.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
Hierdurch wird eine Filterscheibe an einer im Kurbelgehäuse befindlichen Welle derart befestigt, dass die Kurbelgehäusegase durch diese Filterscheibe hindurchtreten müssen. Die an der Oberfläche und auf dem Weg durch die Filterscheibe abgeschiedenen Öl- und Rußteilchen werden durch die sich drehende Scheibe abgeschleudert und verbleiben im Kurbelgehäuse, so dass kein Ölsammelraum und keine besondere Ölrückführung erforderlich sind. Die Selbstreinigungskraft der sich drehenden Filterscheibe ist so groß, dass sich der Differenzdruck des Filters auch bei langen Laufzeiten nicht wesentlich verändert.
Weitere Merkmale und Voreile der Erfindung sind Bestandteil der Unteransprüche sowie der Beschreibung eines Ausführungsbeispiels und der zugehörigen Zeichnungsfigur.
Besonders kostengünstig gestaltet sich ein zum Einsatz in Kurbelgehäuseentlüftungen einer Brennkraftmaschine vorgesehener Ölabscheider mit einer zur Durchströmung von den zu reinigenden Gasen vorgesehenen Filterscheibe, wenn die Filterscheibe gemäß Anspruch 7 auf einer Nockenwelle, Ausgleichswelle oder Kurbelwelle der Brennkraftmaschine befestigt ist. Hierdurch erfordert der erfindungsgemäße Ölabscheider keinen aufwändigen Antrieb, da zumindest eine der genannten Wellen in Brennkraftmaschinen ohnehin vorhanden ist.
Eine besonders vorteilhafte Verwendung einer rotierenden, zur Durchströmung von den zu reinigenden Gasen vorgesehenen Filterscheibe besteht im Abscheiden von Öltröpfchen und Ölaerosolen aus Gasen einer Kurbelgehäuseentlüftung einer Brennkraftmaschine. Eine solche Filterscheibe vermag wechselnden Lastbedinungen der Brennkraftmaschine standzuhalten und sich dauerhaft selbst zu reinigen. Daher ist die Abscheidung der Öltröpfchen und Ölaerosolen aus den Gasen der Kurbelgehäuseentlüftung nahezu wartungsfrei. Rußteilchen werden von der Filterscheibe ebenfalls abgeschleudert.
Die Erfindung lässt zahlreiche Ausführungsformen zu. Zur weiteren Verdeutlichung ihres Grundprinzips ist eine davon in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend beschrieben. Diese zeigt in einer einzigen Figur eine Filterscheibe 1, die auf einer Welle 2 im Kurbelgehäuseraum 5 einer nicht näher dargestellten Brennkraftmaschine befestigt ist. Die Strömungsrichtung der Kurbelgehäuseentlüftungsgase ist durch Pfeile angegeben. Die Gehäusedurchführung 3 ist in der Kurbelgehäusewand 4 eingedichtet und berührt mit ihrer Stirnseite die Filterscheibe 1. Die Gehäusedurchführung 3 ist mit einer Abtropfkante 6 versehen, damit bei Stillstand des Motors das an der Kurbelgehäusewand 4 ablaufende Öl nicht an die Filterscheibe 1 gelangt.

Claims

Ölabscheider, welcher insbesondere zum Einsatz in Kurbelgehäuseentlüftungen einer Brennkraftmaschine vorgesehen ist, mit einer zur Durchströmung von den zu reinigenden Gasen vorgesehenen Filterscheibe, wobei Mittel zur Erzeugung einer Rotationsbewegung der Filterscheibe vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Filterscheibe (1) mit einer Stirnseite an einem hervorstehenden Rand einer Gehäusedurchführung (3) anliegt.
Ölabscheider nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Filterscheibe (1) auf einer angetriebenen Welle (2) befestigt ist.
Ölabscheider nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Gehäusedurchführung (3) nahe ihres Randes eine Abtropfkante (6) hat.
Ölabscheider nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Filterscheibe (1) aus Fasermaterial gefertigt ist.
Ölabscheider nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die innere Wandung der Gehäusedurchführung (3) trichterförmig, sich zu einer Öffnung (7) hin verjüngend gestaltet ist
Ölabscheider nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Gehäusedurchführung (3) einen Flansch (8) mit einem sich daran anschließenden Stutzen (9) aufweist, und dass der Stutzen
Zum Einsatz in Kurbelgehäuseentlüftungen einer Brennkraftmaschine vorgesehener Ölabscheider nach einem der vorhergehenden Ansprüche mit einer zur Durchströmung von den zu reinigenden Gasen vorgesehenen Filterscheibe, dadurch gekennzeichnet, dass die Filterscheibe (1) auf einer Nockenwelle, Ausgleichswelle oder Kurbelwelle der Brennkraftmaschine befestigt ist.
Verwendung eines Ölabscheider nach Anspruch 1 zum Abscheiden von Öltröpfchen und Ölaerosolen aus Gasen einer Kurbelgehäuseentlüftung einer Brennkraftmaschine. (9) durch eine Wandung (4) des zu entlüftenden Gehäuses hindurchgeführt ist.