EP1399649B1 - Oil-separating device for crankcase gases in an internal combustion engine - Google Patents

Oil-separating device for crankcase gases in an internal combustion engine Download PDF

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EP1399649B1
EP1399649B1 EP02729807A EP02729807A EP1399649B1 EP 1399649 B1 EP1399649 B1 EP 1399649B1 EP 02729807 A EP02729807 A EP 02729807A EP 02729807 A EP02729807 A EP 02729807A EP 1399649 B1 EP1399649 B1 EP 1399649B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
oil
separation device
separation apparatus
cylinder head
head cover
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
EP02729807A
Other languages
German (de)
French (fr)
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EP1399649A1 (en
Inventor
Juergen Stegmaier
Bruno Hezel
Dietmar Uhlenbrock
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
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Application granted granted Critical
Publication of EP1399649B1 publication Critical patent/EP1399649B1/en
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Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01M—LUBRICATING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; LUBRICATING INTERNAL COMBUSTION ENGINES; CRANKCASE VENTILATING
    • F01M13/00—Crankcase ventilating or breathing
    • F01M13/04—Crankcase ventilating or breathing having means for purifying air before leaving crankcase, e.g. removing oil
    • F01M13/0416—Crankcase ventilating or breathing having means for purifying air before leaving crankcase, e.g. removing oil arranged in valve-covers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01M—LUBRICATING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; LUBRICATING INTERNAL COMBUSTION ENGINES; CRANKCASE VENTILATING
    • F01M13/00—Crankcase ventilating or breathing
    • F01M13/02—Crankcase ventilating or breathing by means of additional source of positive or negative pressure
    • F01M13/021—Crankcase ventilating or breathing by means of additional source of positive or negative pressure of negative pressure
    • F01M13/022—Crankcase ventilating or breathing by means of additional source of positive or negative pressure of negative pressure using engine inlet suction
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01M—LUBRICATING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; LUBRICATING INTERNAL COMBUSTION ENGINES; CRANKCASE VENTILATING
    • F01M13/00—Crankcase ventilating or breathing
    • F01M13/04—Crankcase ventilating or breathing having means for purifying air before leaving crankcase, e.g. removing oil
    • F01M2013/0461—Crankcase ventilating or breathing having means for purifying air before leaving crankcase, e.g. removing oil with a labyrinth
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01M—LUBRICATING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; LUBRICATING INTERNAL COMBUSTION ENGINES; CRANKCASE VENTILATING
    • F01M13/00—Crankcase ventilating or breathing
    • F01M13/04—Crankcase ventilating or breathing having means for purifying air before leaving crankcase, e.g. removing oil
    • F01M2013/0488—Crankcase ventilating or breathing having means for purifying air before leaving crankcase, e.g. removing oil with oil trap in the return conduit to the crankcase
    • F01M2013/0494—Crankcase ventilating or breathing having means for purifying air before leaving crankcase, e.g. removing oil with oil trap in the return conduit to the crankcase using check valves

Definitions

  • the invention relates to an oil separation device for crankcase gases of an internal combustion engine, having a pre-separation device, a cyclone separation device, a fine separation device and possibly a valve device, which are provided in cascade on a cylinder head cover of the internal combustion engine.
  • the known solution is associated with a high integration effort in the structural placement of ⁇ labscheidekomponenten in the cylinder head cover. It is also associated with a very high height.
  • the respective integration is highly dependent on the respective predetermined and always different design of the cylinder head cover.
  • the present invention seeks to improve a generic ⁇ labscheidevorraum of the type mentioned in that it is structurally simplified and for a larger number of cylinder head cover designs can be used.
  • the components of the oil separation device outside the actual cylinder head cover.
  • the cylinder head cover can be mounted detached from components of the oil separator on the cylinder head to close the camshaft housing up. It can then or at a later date, the prefabricated assembly of ⁇ labscheidevorraum be attached.
  • the housing half shell which forms a housing for the oil separation device, an integrally manufactured plastic part, in particular an injection molded part, is.
  • the housing half shell should advantageously rather flat and elongated build.
  • a dimension of only about 295 x 60 x 70 mm (length x width x height) has been found sufficient; It was possible to deposit amounts of oil of 100 to 200 g / h.
  • non-generic modular designs of externally attached Zyklonabscheidevorraumen so far a much larger height of 175 mm and a length and width of 105 x 90 mm was required.
  • This peripheral end edge can be in an advantageous Way define a plant level, which then requires a corresponding planar design of the outside of the cylinder head cover in the mounting area for the oil separator.
  • a design of the housing half shell of the oil separation device with extending in the direction of the cylinder head cover shallssonnewandungen, ie with a substantially cup-shaped geometry allows in a particularly advantageous manner, the pre-assembly of all components in the protected and prefabricated housing, which then connected only over its peripheral edge with the outside of the cylinder head cover needs to be.
  • a bottom piece could close off the housing half shell of the assembly, in particular, except for inflow and return openings.
  • the attachment of the housing half-shell to the cylinder head cover can be realized laterally by the housing half-shell, in particular integrally formed on the housing half-eyelet eyelets are then advantageously penetrated by screws which are screwed into corresponding threaded openings in the top of the cylinder head cover. These threaded openings can in particular be formed by dome-shaped elevations on the outside of the cylinder head cover.
  • the eyelets are then reset in the mounting direction of the housing half shell behind the front edge of the housing half shell.
  • the dome-shaped elevations on the cylinder head cover outside then form mounting and centering aids when attaching and correctly positioning the pre-assembled module.
  • the eyelets can thereby form contact surfaces when tightening the screws, which ensure correct installation.
  • An attachment by means of plastic snap hook is conceivable and advantageous.
  • a recess in the form of a necessarily provided volume of the housing half-shell is provided between a housing region encompassing the fine-separating device and a housing region of the housing half-shell comprising the outlet and / or valve device, ie below the abovementioned overflow channel , in which engages a complementary shaped counter contour of the cylinder head cover top in the mounted state of the oil separation device.
  • the Zyklonabscheide comprises a helical flow path, which is formed by a helix with a cylindrical inner piece, which are mounted on the housing half shell, wherein the cylindrical inner piece defines an inner diameter D i of the helical flow path and is maintained in different diameter sizes.
  • this inventive concept protection is thus claimed for a system of an oil separation device with different helical flow paths, each having a different radial depth measured from the cylindrical inner piece to an outer diameter of the helical flow path, which is preferably formed by the housing half shell.
  • the flow passage is dimensioned such that the cylindrical inner piece has a diameter of about 8 mm and the outer diameter of the housing for the Zyklonabscheide observed with 51 mm at a helical pitch (pitch) of 13 mm is measured.
  • the inner diameter is about 18 mm, in order then to achieve due to the smaller flow cross section, an approximately equally high flow rate within the Zyklonabscheide observed.
  • an inner diameter of about 24 mm should be suitable, again at a helical height (pitch) of 13 mm and an outer diameter of 51 mm.
  • FIG. 1 shows a perspective view of an oil separator 2 designated overall by the reference numeral 2 and to be described in detail below in the installed state on the outside of a cylinder head cover of an internal combustion engine designated overall by the reference numeral 4.
  • FIGS. 3 and 4 show a perspective view of the oil separation device 2. Reference will now be made to FIG. 5, which is a partial schematic view of a sectional view of the oil separation device 2.
  • the oil separation device 2 comprises a housing half shell 6, which accommodates all components of the oil separation device 2.
  • the housing half-shell 6 is an integrally produced plastic injection-molded part, which comprises in the direction of the cylinder head cover 4 extended codessuitewandungen 8.
  • the peripheral side walls 8 start from an upper cover wall 10, wherein a plurality of cup-shaped housing portions 12, 14, 16 are formed.
  • the respective diagnosessuitewandungen 8 go into a frontal, circumferential edge 18, with which the housing half-shell 6 against an outer side 20 of the cylinder head cover 4 is sealingly applied.
  • the housing half-shell 6 can then be screwed to the outside 20 of the cylinder head cover 4 via screws 22 indicated in FIG. 5 and shown in FIGS. 1 to 4.
  • the peripheral end edge 18 forms or defines a contact plane 26.
  • the housing region 12 forms a substantially pot-shaped chamber, in which a pre-separation device 28 and a cyclone separation device 30 is provided.
  • a fine separator 32 is included in the adjoining cup-shaped housing portion 14, a fine separator 32 is included with a formed for example as a yarn package Feinabscheideön 34.
  • the relative to the housing portions 12, 14 less tall housing portion 16 includes a valve device 36 which releases an outlet 38 of the oil separation device 2 to the intake of the internal combustion engine, not shown, or closes and thus limits the pressure of the crankcase gases upwards.
  • the cascaded separation steps are designed as follows:
  • the pre-separation device 28 is above an inlet opening 40 for crankcase gases in the Cylinder head cover 4 is arranged and comprises, as shown in Figure 5, Strömungsleitwandungen 42, which cause a preferably multiple deflection of the flowing into the ⁇ labscheidevoriques 2 crankcase gases.
  • Strömungsleitwandungen 42 which cause a preferably multiple deflection of the flowing into the ⁇ labscheidevorides 2 crankcase gases.
  • a reflux opening 44 is provided for liquid deposited in this stage. From the reflux opening 44 at the bottom end of a Strömungsleitwandung 42, the separated liquid then drips downwards against the flow of the crankcase gas and thus passes directly back into the engine compartment below the cylinder head cover 4.
  • the flowing crankshaft gas into the cyclone separator 30 arranged cascaded below.
  • This comprises a helical flow path 46.
  • the helical flow path 46 is formed by a helix 48 having a central opening 50, through which a tubular or cylindrical inner piece 52 is inserted and connected substantially tightly to the helix 48.
  • the peripheral edges 54 of the coil 48 are substantially sealing against the inside of the diligentssuitewandept 8 of the housing half-shell 8.
  • the helical passages of the helix 48 and the housing half shell 6 the helical flow path 46 is formed or limited by the inner piece 52.
  • the liquid components in the helically flowing crankcase gas are deposited radially outward and flow down the helical path due to their gravitational force.
  • the radial depth of the helical flow path 46 can be varied. This can preferably be done by using different coils 48 with different radial depth, which is preferably by different sized Inner pieces 52 of the helix 48 is achieved with the outer diameter of the helix 48 remaining the same. In this way, by selecting and inserting different coils, a different flow cross-section for adaptation to different engines and applications with otherwise constant construction and dimensioning of the oil separation device 2 can be achieved.
  • the fine separator 32 downstream of which is housed in the housing portion 14, comprises a cylindrical yarn package as a fine separator insert 34, which is closed on its cylinder head-facing side.
  • the flowing crankcase gases pass through the cylindrical wall of the yarn package, thereby depositing residual very fine liquid droplets which, within gravity of the yarn package, come down towards the cylinder head cover.
  • Figure 5 There is provided in Figure 5 only schematically indicated ⁇ lab 1500ö réelle 56 in the cylinder head cover.
  • the yarn package comprises at its upper end an outlet opening 58. In this area, the top wall 10 is bulged slightly upwards.
  • crankshaft gases are then deflected immediately in the region of the bulge by 90 ° and then deflected again by 90 ° down in the direction of the cylinder head cover 4. Due to the formation of the bulged portion 10 as a separate component, the manufacturability of the housing half shell 6 is considerably simplified in terms of the mold cost. Due to the very steep design of the overflow channel 60, the tree space required in the longitudinal direction is kept as low as possible. In a recess between the housing portions 14 and 16 engages a mating contour 59 which is formed on the cylinder head cover, so that no dead volume is formed, in which liquid could accumulate. From the overflow channel 60, the flowing crankcase gas passes into the housing region 16, where the valve device 36 is provided.
  • the valve device 36 comprises a diaphragm 62, shown diagrammatically in FIG. 5, which on the one hand communicates with the atmosphere and, on the other hand, is acted upon by the crankcase gas.
  • a diaphragm 62 shown diagrammatically in FIG. 5, which on the one hand communicates with the atmosphere and, on the other hand, is acted upon by the crankcase gas.
  • the valve means 36 closes an opening 64, under the pressure of the atmosphere. If the pressure below the diaphragm 62 increases due to the crankcase gas, the port 64 is released and crankcase gases are supplied to (re) combustion.
  • FIG. 6 shows a schematic illustration of two different embodiments of coils 48 with different radial depths of the flow path, which are achieved by cylindrical inner pieces 52 of different diameters while the outside diameter of the coil 48 remains the same.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Lubrication Details And Ventilation Of Internal Combustion Engines (AREA)
  • Cylinder Crankcases Of Internal Combustion Engines (AREA)

Description

Stand der TechnikState of the art

Die Erfindung betrifft eine Ölabscheidevorrichtung für Kurbelgehäusegase einer Verbrennungskraftmaschine, mit einer Vorabscheideeinrichtung, einer Zyklonabscheideeinrichtung, einer Feinabscheideeinrichtung und gegebenenfalls einer Ventileinrichtung, die an einer Zylinderkopfhaube der Verbrennungskraftmaschine kaskadenartig vorgesehen sind.The invention relates to an oil separation device for crankcase gases of an internal combustion engine, having a pre-separation device, a cyclone separation device, a fine separation device and possibly a valve device, which are provided in cascade on a cylinder head cover of the internal combustion engine.

Im Betrieb einer Verbrennungskraftmaschine entstehen zwischen Kolben, Kolbenringen und Zylinderlauffläche, ggf. auch im Bereich von Ventilführungen Leckgasströme, sogenanntes Durchblasegas. In diesem Durchgaseblas, welches in den Kurbelgehäuseraum oder in ein Nockenwellengehäuse oberhalb des Zylinderkopfs gelangt oder dort hingeführt wird, sind flüssige Bestandteile, in erster Linie feine Öltröpfchen oder niedrig siedende Bestandteile des Motoröls, enthalten. Auch infolge bewegter Triebwerksteile, nämlich Kolben, Pleuel, Kurbelwelle oder Nockenwelle können auch größere Öltröpfchen im Kurbelgehäusegas oder auch im Nockenwellengehäusegas enthalten sein. Man spricht hier auch von Schwallöl. Um die Durchblasegase abzuführen, ist eine Entlüftung des Kurbelgehäuses, die meist über das Nockenwellengehäuse verläuft, vorgesehen. Diese als Kurbelgehäusegase bezeichneten und pulsierend anfallenden Gas/Flüssigkeitsmengen werden durch eine Ölabscheidevorrichtung von den flüssigen Bestandteilen befreit und dann üblicherweise in den Ansaugbereich der Verbrennungskraftmaschine geleitet. Durch die Ölabscheidung werden Verschmutzungen in den nachfolgenden Bereichen vermieden, und die Emission von Kohlenwasserstoffen wird nicht in unerwünschter Weise erhöht.During operation of an internal combustion engine arise between piston, piston rings and cylinder surface, possibly also in the range of valve guides leakage gas flows, so-called blow-by gas. In this Durchgaseblas which passes into the crankcase chamber or in a camshaft housing above the cylinder head or is guided there, liquid ingredients, primarily fine oil droplets or low-boiling constituents of the engine oil contained. Also due to moving engine parts, namely piston, connecting rod, crankshaft or camshaft and larger oil droplets may be included in the crankcase gas or in the camshaft housing gas. One speaks here also of Schwallöl. In order to dissipate the blow-by gases, a vent of the crankcase, which usually extends over the camshaft housing, is provided. This as Crankcase gases designated and pulsating accumulating gas / liquid quantities are freed by an oil separator of the liquid components and then usually passed into the intake of the internal combustion engine. The oil separation avoids soiling in the subsequent areas and does not undesirably increase the emission of hydrocarbons.

Aus der DE 197 00 733 A1 ist eine Ölabscheidevorrichtung für Kurbelgehäusegase der gattungsgemäßen Art bekannt. Diese Druckschrift offenbart und lehrt, die eingangs genannten Komponenten der Ölabscheidevorrichtung in der Zylinderkopfhaube der Verbrennungskraftmaschine integriert anzuordnen. Hierbei ist die Vorabscheideeinrichtung und die Zyklonabscheideeinrichtung an der Innenseite der Zylinderkopfhaube, also auf der dem Kurbel- bzw. Nockenwellengehäuse zugewandten Seite der Zylinderkopfhaube angeordnet. Die Feinabscheideeinrichtung und die Ventileinrichtung sind zwischen zwei Gehäusedeckelhälften der Zylinderkopfhaube angeordnet und strömungsmäßig der Zyklonabscheideeinrichtung nachgeordnet.From the DE 197 00 733 A1 an oil separation device for crankcase gases of the generic type is known. This document discloses and teaches to arrange the aforementioned components of Ölabscheidevorrichtung integrated in the cylinder head cover of the internal combustion engine. Here, the pre-separation device and the Zyklonabscheideeinrichtung on the inside of the cylinder head cover, ie on the crankcase or camshaft housing facing side of the cylinder head cover is arranged. The Feinabscheideeinrichtung and the valve device are arranged between two housing cover halves of the cylinder head cover and downstream of the Zyklonabscheideeinrichtung downstream.

Die bekannte Lösung ist mit einem hohen Integrationsaufwand bei der konstruktiven Unterbringung der Ölabscheidekomponenten in der Zylinderkopfhaube verbunden. Sie geht auch mit einer sehr großen Bauhöhe einher. Die jeweilige Integration ist dabei in hohem Maße abhängig von der jeweils vorgegebenen und stets unterschiedlichen Gestaltung der Zylinderkopfhaube.The known solution is associated with a high integration effort in the structural placement of Ölabscheidekomponenten in the cylinder head cover. It is also associated with a very high height. The respective integration is highly dependent on the respective predetermined and always different design of the cylinder head cover.

Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Ölabscheidevorrichtung der genannten Art dahingehend zu verbessern, dass sie konstruktiv vereinfacht wird und für eine größere Anzahl von Zylinderkopfhauben-Gestaltungen einsetzbar ist.Proceeding from this, the present invention seeks to improve a generic Ölabscheidevorrichtung of the type mentioned in that it is structurally simplified and for a larger number of cylinder head cover designs can be used.

Diese Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Ölabscheidevorrichtung erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Vorabscheideeinrichtung, die Zyklonabscheideeinrichtung, die Feinabscheideeinrichtung und die gegebenenfalls vorgesehene Ventileinrichtung an der Außenseite der Zylinderkopfhaube angeordnet und von einer Gehäusehalbschale überfangen sind, die zusammen mit der Außenseite der Zylinderkopfhaube ein Gehäuse für die Abscheidevorrichtung bildet und dichtend gegen die Außenseite der Zylinderkopfhaube montierbar ist. Es wird auch Schutz beansprucht für eine Zylinderkopfhaube mit einer an der Außenseite montierten erfindungsgemäßen Ölabscheidevorrichtung.This object is achieved in a generic Ölabscheidevorrichtung according to the invention that the Vorabscheideeinrichtung, Zyklonabscheideeinrichtung, Feinabscheideeinrichtung and optionally provided valve means are arranged on the outside of the cylinder head cover and covered by a housing half shell, which together with the outside of the cylinder head cover a housing for the separator forms and sealing against the outside of the cylinder head cover can be mounted. It is also claimed protection for a cylinder head cover with a mounted on the outside of the invention Ölabscheidevorrichtung.

Mit der Erfindung wird also vorgeschlagen, die Komponenten der Ölabscheidevorrichtung außerhalb der eigentlichen Zylinderkopfhaube anzuordnen. Dies eröffnet die Möglichkeit, sämtliche Komponenten in einem Gehäuse, nämlich einer Gehäusehalbschale der Ölabscheideeinrichtung, als vormontierbare Baugruppe zu fertigen und diese Baugruppe dann mit oder ohne zusätzliches Bodenteil als Ganzes modulartig an die Außenseite der Zylinderkopfhaube anzufügen. Insbesondere kann die Zylinderkopfhaube losgelöst von Bauteilen der Ölabscheideeinrichtung am Zylinderkopf montiert werden, um das Nockenwellengehäusenach oben abzuschließen. Es kann dann oder auch zu einem späteren Zeitpunkt die vorgefertigte Baugruppe der Ölabscheidevorrichtung angebracht werden.With the invention it is therefore proposed to arrange the components of the oil separation device outside the actual cylinder head cover. This opens up the possibility of manufacturing all the components in a housing, namely a housing half shell of the oil separation device, as a preassemblable assembly and then attaching this assembly, with or without an additional bottom part as a whole, to the outside of the cylinder head cover. In particular, the cylinder head cover can be mounted detached from components of the oil separator on the cylinder head to close the camshaft housing up. It can then or at a later date, the prefabricated assembly of Ölabscheidevorrichtung be attached.

Es erweist sich insbesondere als vorteilhaft, wenn die Gehäusehalbschale, welche ein Gehäuse für die Ölabscheidevorrichtung bildet, ein einstückig hergestelltes Kunststoffteil, insbesondere ein Spritzgießteil, ist.It proves to be particularly advantageous if the housing half shell, which forms a housing for the oil separation device, an integrally manufactured plastic part, in particular an injection molded part, is.

Im Hinblick auf die baugruppenspezifische Vormontierbarkeit der Ölabscheidevorrichtung erweist es sich als vorteilhaft, wenn Strömungsleitwandungen der Vorabscheideeinrichtung, ein Wendeleinsatz für die Zyklonabscheidevorrichtung, ein Abscheideeinsatz für die Feinabscheideeinrichtung und vorzugsweise auch die Ventileinrichtung in die Gehäusehalbschale vormontierbar einsetzbar sind. Sämtliche Komponenten können dann bezüglich der Gehäusehalbschale vormontiert werden und als einbaufertige Baugruppe vorgehalten und dann im erwünschten Zeitpunkt der Endmontage an der Zylinderkopfhaube zugeführt werden.With regard to the module-specific Vormontierbarkeit the Ölabscheidevorrichtung it proves to be advantageous if Strömungsleitwandungen the Vorabscheideeinrichtung, a Wendeleinsatz for Zyklonabscheidevorrichtung, a separation insert for the Feinabscheideeinrichtung and preferably also the valve means are pre-assembled in the housing half shell. All components can then be preassembled with respect to the housing half-shell and kept ready as a ready-to-install assembly and then supplied at the desired time of final assembly to the cylinder head cover.

Die Gehäusehalbschale sollte vorteilhafterweise eher flach und langgestreckt bauen. Zur Bewältigung von Kurbelgehäusegasen von bis zu 150 l/min hat sich eine Abmessung von nur etwa 295 x 60 x 70 mm (Länge x Breite x Höhe) als ausreichend erwiesen; dabei konnten Ölmengen von 100 bis 200 g/h abgeschieden werden. Um diese Mengen mit nicht gattungsgemäßen modularen Bauformen von extern angefügten Zyklonabscheidevorrichtungen zu erreichen, war bislang eine wesentlich größere Bauhöhe von 175 mm und eine Länge und Breite von 105 x 90 mm erforderlich. Durch die erfindungsgemäße Bauform ist es möglich, flach bauende und langgestreckte Abmaße bei der Konfiguration der Ölabscheidevorrichtung im genannten Bereich zu verwirklichen, die im Hinblick auf ihre Wirksamkeit und Durchsatzmenge sowie Abscheidekapazität hinreichend.sind.The housing half shell should advantageously rather flat and elongated build. To cope with crankcase gases of up to 150 l / min, a dimension of only about 295 x 60 x 70 mm (length x width x height) has been found sufficient; It was possible to deposit amounts of oil of 100 to 200 g / h. In order to achieve these quantities with non-generic modular designs of externally attached Zyklonabscheidevorrichtungen, so far a much larger height of 175 mm and a length and width of 105 x 90 mm was required. By the construction according to the invention, it is possible to realize flat and elongated dimensions in the configuration of the oil separation device in said area, which are sufficient in terms of their effectiveness and throughput and Abscheidekapazität.

Es erweist sich als vorteilhaft, wenn die Gehäusehalbschale in Richtung auf die Zylinderkopfhaube erstreckte Umfangsseitenwandungen umfasst, die in einen stirnseitigen der Zylinderkopfhaube zugewandten umlaufenden Rand übergehen, mit dem die Gehäusehalbschale gegen die Außenseite der Zylinderkopfhaube dichtend anlegbar ist.It proves to be advantageous if the housing half shell extends in the direction of the cylinder head cover extended Umfangsseitenwandungen that merge into a front side of the cylinder head cover facing peripheral edge with which the housing half shell against the outside of the cylinder head cover is sealingly applied.

Dieser umlaufende stirnseitige Rand kann in vorteilhafter Weise eine Anlageebene definieren, die dann eine entsprechende ebene Ausbildung der Außenseite der Zylinderkopfhaube im Montagebereich für die Ölabscheidevorrichtung bedingt. Eine Gestaltung der Gehäusehalbschale der Ölabscheidevorrichtung mit in Richtung auf die Zylinderkopfhaube erstreckten Umfangsseitenwandungen, also mit einer im Wesentlichen topfförmigen Geometrie ermöglicht in besonders vorteilhafter Weise die Vormontage sämtlicher Komponenten in dem geschützten und vorgefertigten Gehäuse, welches dann lediglich über seinen Umfangsrand mit der Außenseite der Zylinderkopfhaube verbunden zu werden braucht. Alternativ oder zusätzlich könnte ein Bodenstück die Gehäusehalbschale der Baugruppe, insbesondere bis auf Zustrom und Rücklauföffnungen verschließen.This peripheral end edge can be in an advantageous Way define a plant level, which then requires a corresponding planar design of the outside of the cylinder head cover in the mounting area for the oil separator. A design of the housing half shell of the oil separation device with extending in the direction of the cylinder head cover Umfangssseitenwandungen, ie with a substantially cup-shaped geometry allows in a particularly advantageous manner, the pre-assembly of all components in the protected and prefabricated housing, which then connected only over its peripheral edge with the outside of the cylinder head cover needs to be. Alternatively or additionally, a bottom piece could close off the housing half shell of the assembly, in particular, except for inflow and return openings.

Die Anfügung der Gehäusehalbschale an die Zylinderkopfhaube kann über seitlich von der Gehäusehalbschale vorstehende, insbesondere einstückig an die Gehäusehalbschale angeformte Ösen verwirklicht werden, welche Ösen dann vorteilhafterweise von Schrauben durchgriffen werden, die in entsprechende Gewindeöffnungen in der Oberseite der Zylinderkopfhaube einschraubbar sind. Diese Gewindeöffnungen können insbesondere von domförmigen Erhebungen an der Außenseite der Zylinderkopfhaube ausgebildet sein. Bei dieser Ausführungsform sind dann die Ösen in Montagerichtung der Gehäusehalbschale hinter dem stirnseitigen Rand der Gehäusehalbschale zurückgesetzt. Bei der Montage bilden dann die domförmigen Erhebungen an der Zylinderkopfhaubenaußenseite Montage- und Zentrierhilfen beim Anfügen und korrekten Positionieren der vormontierten Baugruppe. Die Ösen können dabei Anlageflächen beim Festziehen der Schrauben bilden, die eine korrekte Montage gewährleisten. Auch eine Befestigung mittels Kunststoff-Schnapphaken ist denkbar und vorteilhaft.The attachment of the housing half-shell to the cylinder head cover can be realized laterally by the housing half-shell, in particular integrally formed on the housing half-eyelet eyelets are then advantageously penetrated by screws which are screwed into corresponding threaded openings in the top of the cylinder head cover. These threaded openings can in particular be formed by dome-shaped elevations on the outside of the cylinder head cover. In this embodiment, the eyelets are then reset in the mounting direction of the housing half shell behind the front edge of the housing half shell. During assembly, the dome-shaped elevations on the cylinder head cover outside then form mounting and centering aids when attaching and correctly positioning the pre-assembled module. The eyelets can thereby form contact surfaces when tightening the screws, which ensure correct installation. An attachment by means of plastic snap hook is conceivable and advantageous.

Des Weiteren erweist es sich als vorteilhaft, wenn zwischen einem nach oben mündenden Auslass der Feinabscheideeinrichtung, d.h. in Strömungsrichtung nach einer Austrittsöffnung des Feinabscheideeinsatzes, beispielsweise eines Garnwickels, und einem Auslass der Ölabscheidevorrichtung zur Ansaugeinrichtung der Verbrennungskraftmaschine hin der Strömungspfad im Wesentlichen rechtwinklig nach unten in Richtung auf die Außenseite der Zylinderkopfhaube umgelenkt wird. Durch diese beim Austritt insbesondere zweimalige rechtwinklige Umlenkung im Unterschied zu einer bogenförmigen Ausleitung auf Höhe der Austrittsöffnung des Feinabscheideeinsatzes (wie bei DE 197 00 733 A1 ) der Feinabscheideeinrichtung wird eine Reduzierung der Baulänge, insbesondere um bis zu 20 mm erreicht. Man spricht hier von einem steil gestalteten Überströmkanal zwischen der Feinabscheideeinrichtung und einem Auslassbereich der Ölabscheidevorrichtung, wo auch die Ventileinrichtung zur Druckregelung und Begrenzung der Kurbelgehäusegase vorgesehen ist.Furthermore, it proves to be advantageous if, between an outlet of the fine separation device which opens upwards, ie in the flow direction downstream of an exit opening of the fine separation insert, for example a yarn package, and an outlet of the oil separation device to the intake device of the internal combustion engine, the flow path is substantially perpendicularly downward in the direction is deflected to the outside of the cylinder head cover. By this at the outlet in particular two-time right-angle deflection in contrast to an arcuate discharge at the level of the outlet opening of Feinabscheideeinsatzes (as in DE 197 00 733 A1 ) of Feinabscheideeinrichtung a reduction in length, in particular achieved by up to 20 mm. This is referred to as a steeply shaped overflow channel between the fine separation device and an outlet region of the oil separation device, where the valve device is also provided for pressure regulation and limitation of the crankcase gases.

In Fortbildung dieses Erfindungsgedankens erweist es sich als vorteilhaft, wenn zwischen einem die Feinabscheideeinrichtung umfassenden Gehäusebereich und einem den Auslass und/oder die Ventileinrichtung umfassenden Gehäusebereich der Gehäusehalbschale, also unterhalb des vorstehend erwähnten Überströmkanals, eine Aussparung in Form eines notwendigerweise vorgesehenen Volumens der Gehäusehalbschale vorgesehen ist, in welche im montierten Zustand der Ölabscheidevorrichtung eine komplementär geformte Gegenkontur der Zylinderkopfhaubenoberseite eingreift. Durch diesen Eingriff wird ein Totvolumen vermieden, indem sich als tiefste Stelle der Ölabscheideeinrichtung Öl ansammeln kann. Hierdurch wird verhindert, dass bei einer Änderung der Motorlage im Fahrbetrieb eine größere Ölmenge von dort dem Ansaugtrakt und damit dem Brennraum wieder zugeführt wird.In a further development of this inventive idea, it proves to be advantageous if a recess in the form of a necessarily provided volume of the housing half-shell is provided between a housing region encompassing the fine-separating device and a housing region of the housing half-shell comprising the outlet and / or valve device, ie below the abovementioned overflow channel , in which engages a complementary shaped counter contour of the cylinder head cover top in the mounted state of the oil separation device. Through this intervention, a dead volume is avoided by oil can accumulate as the lowest point of Ölabscheideeinrichtung. This prevents that when changing the engine position while driving a larger amount of oil from there the intake tract and thus the combustion chamber is supplied again.

Bei der eingangs genannten bekannten Ölabscheidevorrichtung nach DE 197 00 733 A1 ist im Bereich unterhalb des Feinabscheideeinsatzes der Feinabscheideeinrichtung eine Ölrücklauföffnung zum Nockenwellengehäuse ausgebildet. In der Vorabscheideeinrichtung und der Zyklonabscheideeinrichtung abgeschiedene Flüssigkeit, insbesondere Öl, gelangen bei dieser bekannten Ausführungsform über schräge Gehäuseanformungen in den Gehäusebereich der Feinabscheideeinrichtung und werden in dieser dritten Abscheidestufe zusammen mit der dort abgeschiedenen Flüssigkeit zurück in das Nockenwellengehäuse geleitet. Nach einem weiteren unabhängigen Erfindungsgedanken wird vorgeschlagen, das in der Vorabscheideeinrichtung abgeschiedene Öl über eine weitere Rückführöffnung direkt in den Motorraum zurückzuleiten. Dies ist ohne Weiteres möglich, weil im Bereich der Vorabscheideeinrichtung noch kein wesentliches Druckgefälle herrscht und die dort abgeschiedene Flüssigkeitsmenge nach unten einfach abtropfen bzw. ablaufen kann und nicht durch die Strömung in die Vorabscheideeinrichtung hinein mitgerissen wird. Auf diese Weise wird ein großer Teil der im Kurbelgehäusegas enthaltenen Flüssigkeit, nämlich größere Öltropfen, vorabgeschieden und direkt in den Motorraum zurückgeführt. Das Zurückführen, Ablaufen oder Abtropfen dieser Flüssigkeitsmenge erfolgt vorzugsweise durch dieselbe Öffnung in der Zylinderkopfhaube wie die Zuführung des Kurbelgehäusegases in die Ölabscheidevorrichtung. Diese Öffnung umfasst einen vorzugsweise großen Öffnungsquerschnitt, der beispielsweise eine in den Nockenwellengehäuseraum hineinragende, insbesondere gewölbte Abtropfwandung, die von der Zylinderkopfhaube gebildet ist, umfassen kann.In the above-mentioned known Ölabscheidevorrichtung according to DE 197 00 733 A1 is formed in the region below the Feinabscheideeinsatzes Feinabscheideeinrichtung an oil return port to the camshaft housing. In the pre-separator and the Zyklonabscheideeinrichtung separated liquid, in particular oil, arrive in this known embodiment via oblique Gehäuseanformungen in the housing portion of Feinabscheideeinrichtung and are passed in this third separation stage together with the liquid deposited there back into the camshaft housing. According to a further independent idea of the invention, it is proposed to return the oil deposited in the preseparator via a further return opening directly into the engine compartment. This is readily possible, because there is no significant pressure gradient in the region of the pre-separation device and the amount of liquid deposited there can simply drip down or run off and is not entrained by the flow into the pre-separation device. In this way, a large part of the liquid contained in the crankcase gas, namely larger oil droplets, pre-separated and returned directly into the engine compartment. The recirculation, drainage or dripping of this amount of liquid is preferably carried out through the same opening in the cylinder head cover as the supply of the crankcase gas in the Ölabscheidevorrichtung. This opening comprises a preferably large opening cross-section, which may comprise, for example, a protruding into the camshaft housing space, in particular curved Abtropfwandung, which is formed by the cylinder head cover.

Nach einem weiteren ansich unabhängigen Erfindungsgedanken umfasst die Zyklonabscheideeinrichtung eine wendelförmige Strömungsstrecke, die durch eine Wendel mit einem zylindrischen Innenstück gebildet ist, die an der Gehäusehalbschale montierbar sind, wobei das zylindrische Innenstück einen Innendurchmesser Di der wendelförmigen Strömungsstrecke definiert und in verschiedenen Durchmessergrößen vorgehalten wird. Nach diesem Erfindungsgedanken wird also Schutz beansprucht für ein System einer Ölabscheidevorrichtung mit verschiedenen wendelförmigen Strömungsstrecken mit jeweils unterschiedlicher radialer Tiefe gemessen von dem zylindrischen Innenstück zu einem Außendurchmesser der wendelförmigen Strömungsstrecke, der vorzugsweise von der Gehäusehalbschale gebildet wird. Es wird also erfindungsgemäß vorgeschlagen, unter Beibehaltung der Außenabmessung der Zyklonabscheideeinrichtung verschiedene Strömungsstrecken durch verschiedene Wendeln mit variierendem Innendurchmesser und/oder mit variierendem Außendurchmesser durch Einsatz zylindrischer Hülsen in den Gehäusebereich, welcher die Zyklonabscheideeinrichtung bildet, vorzusehen.According to another ansich independent inventive concept, the Zyklonabscheideeinrichtung comprises a helical flow path, which is formed by a helix with a cylindrical inner piece, which are mounted on the housing half shell, wherein the cylindrical inner piece defines an inner diameter D i of the helical flow path and is maintained in different diameter sizes. According to this inventive concept protection is thus claimed for a system of an oil separation device with different helical flow paths, each having a different radial depth measured from the cylindrical inner piece to an outer diameter of the helical flow path, which is preferably formed by the housing half shell. It is therefore proposed according to the invention, while maintaining the outer dimensions of the Zyklonabscheideeinrichtung different flow paths through different coils with varying inner diameter and / or varying outer diameter by using cylindrical sleeves in the housing portion, which forms the Zyklonabscheideeinrichtung provide.

Legt man z.B. eine Kurbelgasmenge von etwa 65 l/min, z.B. eines Dieselmotors mit 2 bis 2,5 1 Hubraum zugrunde, so erweist es sich als vorteilhaft, wenn der Strömungsgang derart bemessen ist, dass das zylindrische Innenstück einen Durchmesser von etwa 8 mm aufweist und der Außendurchmesser des Gehäuses für die Zyklonabscheideeinrichtung mit 51 mm bei einer Wendelganghöhe (Steigung) von 13 mm bemessen wird. Bei einer kleineren Kurbelgehäusegasmenge von nur ca. 50 1/min erweist es sich als vorteilhaft, wenn der Innendurchmesser etwa 18 mm beträgt, um dann infolge des kleineren Strömungsquerschnitts eine in etwa ebenso hohe Strömungsgeschwindigkeit innerhalb der Zyklonabscheideeinrichtung zu erreichen. Bei der geringsten üblicherweise anfallenden Kurbelgehäusegasmenge von 40 1/min dürfte ein Innendurchmesser von etwa 24 mm geeignet sein, wiederum bei einer Wendelhöhe (Steigung) von 13 mm und einem Außendurchmesser von 51 mm.If, for example, based on a crankcase gas of about 65 l / min, for example, a diesel engine with 2 to 2.5 1 displacement, it proves to be advantageous if the flow passage is dimensioned such that the cylindrical inner piece has a diameter of about 8 mm and the outer diameter of the housing for the Zyklonabscheideeinrichtung with 51 mm at a helical pitch (pitch) of 13 mm is measured. With a smaller crankcase gas amount of only about 50 1 / min, it proves to be advantageous if the inner diameter is about 18 mm, in order then to achieve due to the smaller flow cross section, an approximately equally high flow rate within the Zyklonabscheideeinrichtung. At the lowest usually occurring crankcase gas quantity of 40 1 / min, an inner diameter of about 24 mm should be suitable, again at a helical height (pitch) of 13 mm and an outer diameter of 51 mm.

Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den beigefügten Patentansprüchen, der zeichnerischen Darstellung und nachfolgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Ölabscheidevorrichtung. In der Zeichnung zeigt:

Figur 1
eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Ölabscheidevorrichtung im montierten Zustand an der Außenseite einer Zylinderkopfhaube;
Figur 2
eine perspektivische Darstellung nach Figur 1 mit teilweise weggebrochenen Wandungen der Ölabscheidevorrichtung;
Figur 3
eine perspektivische Ansicht der Ölabscheidevorrichtung nach Figur 1;
Figur 4
eine perspektivische Ansicht der Ölabscheidevorrichtung nach Figur 3 von unten (die Montageseite an der Zylinderkopfhaube);
Figur 5
eine schematische Schnittansicht durch eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Ölabscheidevorrichtung mit lediglich schematisch angedeuteter Zylinderkopfhaube; und
Figur 6
zwei schematische Darstellungen unterschiedlicher Wendeleinsätze für die Ölabscheidevorrichtung nach Figur 4.
Further features, details and advantages of the invention will become apparent from the appended claims, the drawings and the following description of a preferred embodiment of the invention Ölabscheidevorrichtung. In the drawing shows:
FIG. 1
a perspective view of an inventive Ölabscheidevorrichtung in the assembled state on the outside of a cylinder head cover;
FIG. 2
a perspective view of Figure 1 with partially broken away walls of the Ölabscheidevorrichtung;
FIG. 3
a perspective view of the Ölabscheidevorrichtung of Figure 1;
FIG. 4
a bottom perspective view of the Ölabscheidevorrichtung of Figure 3 (the mounting side of the cylinder head cover);
FIG. 5
a schematic sectional view through an embodiment of the invention Ölabscheidevorrichtung with only schematically indicated cylinder head cover; and
FIG. 6
two schematic representations of different helical inserts for the Ölabscheidevorrichtung according to Figure 4.

Figur 1 zeigt in perspektivischer Ansicht eine insgesamt mit dem Bezugszeichen 2 bezeichnete und nachfolgend im Einzelnen zu beschreibende Ölabscheidevorrichtung 2 im montierten Zustand an der Außenseite einer insgesamt mit dem Bezugszeichen 4 bezeichneten Zylinderkopfhaube einer Verbrennungskraftmaschine. Die Figuren 3 und 4 zeigen in perspektivischer Ansicht die Ölabscheidevorrichtung 2. Es wird nachfolgend auch auf Figur 5 Bezug genommen, die eine Schnittansicht der Ölabscheidevorrichtung 2 teilweise schematisch darstellt.FIG. 1 shows a perspective view of an oil separator 2 designated overall by the reference numeral 2 and to be described in detail below in the installed state on the outside of a cylinder head cover of an internal combustion engine designated overall by the reference numeral 4. FIGS. 3 and 4 show a perspective view of the oil separation device 2. Reference will now be made to FIG. 5, which is a partial schematic view of a sectional view of the oil separation device 2.

Die Ölabscheidevorrichtung 2 umfasst eine Gehäusehalbschale 6, welche sämtliche Komponenten der Ölabscheidevorrichtung 2 aufnimmt. Die Gehäusehalbschale 6 ist ein einstückig hergestelltes Kunststoffspritzgießteil, welches in Richtung auf die Zylinderkopfhaube 4 erstreckte Umfangsseitenwandungen 8 umfasst. Die Umfangsseitenwandungen 8 gehen aus von einer oberen Deckelwandung 10, wobei mehrere topfförmige Gehäusebereiche 12, 14, 16 gebildet werden. Die jeweiligen Umfangsseitenwandungen 8 gehen in einen stirnseitigen, umlaufenden Rand 18 über, mit dem die Gehäusehalbschale 6 gegen eine Außenseite 20 der Zylinderkopfhaube 4 dichtend anlegbar ist. Die Gehäusehalbschale 6 ist dann über in Figur 5 angedeutete und in den Figuren 1 bis 4 dargestellte Schrauben 22 mit der Außenseite 20 der Zylinderkopfhaube 4 verschraubbar. Man erkennt von den Umfangsseitenwandungen 8 seitlich vorstehende Ösen 23 der Gehäusehalbschale 6, durch welche die Schrauben 22 hindurchgeführt sind. Die Schrauben 22 sind in domförmige Erhebungen 24, die von der Außenseite 20 der Zylinderkopfhaube 4 vorstehen, eingeschraubt. Um eine Abdichtung des Inneren der Gehäusehalbschale 6 zu erreichen, ist in dem stirnseitig umlaufenden Rand 18 eine im Wesentlichen umlaufende Nut 25 für eine nicht dargestellte aber dort einlegbare Schnurdichtung ausgebildet.The oil separation device 2 comprises a housing half shell 6, which accommodates all components of the oil separation device 2. The housing half-shell 6 is an integrally produced plastic injection-molded part, which comprises in the direction of the cylinder head cover 4 extended Umfangsseitenwandungen 8. The peripheral side walls 8 start from an upper cover wall 10, wherein a plurality of cup-shaped housing portions 12, 14, 16 are formed. The respective Umfangssseitenwandungen 8 go into a frontal, circumferential edge 18, with which the housing half-shell 6 against an outer side 20 of the cylinder head cover 4 is sealingly applied. The housing half-shell 6 can then be screwed to the outside 20 of the cylinder head cover 4 via screws 22 indicated in FIG. 5 and shown in FIGS. 1 to 4. It can be seen from the Umfangssseitenwandungen 8 laterally projecting lugs 23 of the housing half-shell 6, through which the screws 22 are passed. The screws 22 are in dome-shaped elevations 24 which project from the outer side 20 of the cylinder head cover 4, screwed. In order to achieve a seal of the interior of the housing half-shell 6, a substantially circumferential groove 25 is formed in the front edge encircling edge 25 for a cord seal, not shown, but there insertable.

Der umlaufenden stirnseitige Rand 18 bildet oder definiert eine Anlageebene 26. Um die Ölabscheidevorrichtung über deren Gehäusehalbschale 6 dichtend gegen die Außenseite 20 der Zylinderkopfhaube 4 anlegen und dort montieren zu können, braucht lediglich ein im Bereich des stirnseitigen Rands 18 verlaufender Bereich an der Außenseite 20 der Zylinderkopfhaube 4 entsprechend eben ausgebildet zu werden. Es sind also keine komplizierten Anpassungsvorgänge an verschieden gestaltete Zylinderkopfhauben erforderlich, sondern die betreffenden verschieden gestalteten Zylinderkopfhauben für verschiedene Verbrennungskraftmaschinen müssen lediglich einen entsprechend der Gehäusehalbschale bzw. entsprechend deren stirnseitigen Rand 18 ausgebildete Außenseite, im einfachsten Fall einen ebenen Abschnitt (jedoch nur entlang des Verlaufs des Rands 18), aufweisen.The peripheral end edge 18 forms or defines a contact plane 26. To create the oil separator on the housing half shell 6 sealing against the outer side 20 of the cylinder head cover 4 and to install there, only needs in the region of the frontal edge 18 extending region on the outer side 20 of Cylinder head cover 4 to be formed according to flat. So there are no complicated adjustment operations on differently shaped cylinder head covers required, but the respective differently shaped cylinder head covers for various internal combustion engines only need a corresponding to the housing half shell or according to the front edge 18 trained outside, in the simplest case a flat portion (but only along the course of Rands 18).

Der Gehäusebereich 12 bildet eine im Wesentlichen topfförmige Kammer, in der eine Vorabscheideeinrichtung 28 und eine Zyklonabscheideeinrichtung 30 vorgesehen ist. In dem sich daran anschließenden topfförmigen Gehäusebereich 14 ist eine Feinabscheideeinrichtung 32 mit einem beispielsweise als Garnwickel ausgebildeten Feinabscheideeinsatz 34 enthalten. Der gegenüber den Gehäusebereichen 12, 14 weniger hoch bauende Gehäusebereich 16 beinhaltet eine Ventileinrichtung 36, welche einen Auslass 38 der Ölabscheidevorrichtung 2 zur Ansaugseite der nicht dargestellten Verbrennungskraftmaschine freigibt oder verschließt und damit den Druck der Kurbelgehäusegase nach oben begrenzt.The housing region 12 forms a substantially pot-shaped chamber, in which a pre-separation device 28 and a cyclone separation device 30 is provided. In the adjoining cup-shaped housing portion 14, a fine separator 32 is included with a formed for example as a yarn package Feinabscheideeinsatz 34. The relative to the housing portions 12, 14 less tall housing portion 16 includes a valve device 36 which releases an outlet 38 of the oil separation device 2 to the intake of the internal combustion engine, not shown, or closes and thus limits the pressure of the crankcase gases upwards.

Die kaskadenartig angeordneten Abscheidestufen sind wie folgt konzipiert:The cascaded separation steps are designed as follows:

Die Vorabscheideeinrichtung 28 ist oberhalb einer Zuströmöffnung 40 für Kurbelgehäusegase in der Zylinderkopfhaube 4 angeordnet und umfasst, wie aus Figur 5 ersichtlich, Strömungsleitwandungen 42, die eine vorzugsweise mehrfache Umlenkung der in die Ölabscheidevorrichtung 2 einströmenden Kurbelgehäusegase bewirken. An der tiefsten Stelle nach der ersten Umlenkung innerhalb der Vorabscheideeinrichtung 28 ist eine Rückflussöffnung 44 für in dieser Stufe abgeschiedene Flüssigkeit vorgesehen. Von der Rückflussöffnung 44 am bodenseitigen Ende einer Strömungsleitwandung 42 tropft die abgeschiedene Flüssigkeit dann entgegen der Strömung des Kurbelgehäusegases nach unten ab und gelangt so direkt wieder in den Motorraum unterhalb der Zylinderkopfhaube 4. Am oberen Ende, also im Bereich der Innenseite der Deckelwandung 10, tritt das strömende Kurbelwellengas in die kaskadenartig nachfolgend angeordnete Zyklonabscheideeinrichtung 30 ein. Diese umfasst eine wendelförmige Strömungsstrecke 46. Die wendelförmige Strömungsstrecke 46 ist gebildet durch eine Wendel 48 mit einer zentralen Öffnung 50, durch die ein rohr- oder zylinderförmiges Innenstück 52 hindurchgesteckt und im Wesentlichen dicht mit der Wendel 48 verbunden ist. Die Umfangsränder 54 der Wendel 48 liegen im Wesentlichen dichtend gegen die Innenseite der Umfangsseitenwandungen 8 der Gehäusehalbschale 8 an. Auf diese Weise ist durch das Innenstück 52 die schraubenförmigen Gänge der Wendel 48 und die Gehäusehalbschale 6 die wendelströmige Strömungsstrecke 46 gebildet bzw. begrenzt. Infolge von Trägheitskräften werden die flüssigen Bestandteile in dem wendelförmig strömenden Kurbelgehäusegas radial außen abgeschieden und fließen infolge ihrer Schwerkraft die Wendelstrecke hinab.The pre-separation device 28 is above an inlet opening 40 for crankcase gases in the Cylinder head cover 4 is arranged and comprises, as shown in Figure 5, Strömungsleitwandungen 42, which cause a preferably multiple deflection of the flowing into the Ölabscheidevorrichtung 2 crankcase gases. At the lowest point after the first deflection within the pre-separation device 28, a reflux opening 44 is provided for liquid deposited in this stage. From the reflux opening 44 at the bottom end of a Strömungsleitwandung 42, the separated liquid then drips downwards against the flow of the crankcase gas and thus passes directly back into the engine compartment below the cylinder head cover 4. At the upper end, ie in the region of the inside of the top wall 10 occurs the flowing crankshaft gas into the cyclone separator 30 arranged cascaded below. This comprises a helical flow path 46. The helical flow path 46 is formed by a helix 48 having a central opening 50, through which a tubular or cylindrical inner piece 52 is inserted and connected substantially tightly to the helix 48. The peripheral edges 54 of the coil 48 are substantially sealing against the inside of the Umfangssseitenwandungen 8 of the housing half-shell 8. In this way, the helical passages of the helix 48 and the housing half shell 6, the helical flow path 46 is formed or limited by the inner piece 52. As a result of inertial forces, the liquid components in the helically flowing crankcase gas are deposited radially outward and flow down the helical path due to their gravitational force.

In ganz besonders vorteilhafter Weise lässt sich die radiale Tiefe der wendelförmigen Strömungsstrecke 46 variieren. Dies kann vorzugsweise durch Einsatz verschiedener Wendeln 48 mit verschiedener radialer Tiefe geschehen, was vorzugsweise durch verschieden große Innenstücke 52 der Wendel 48 bei gleich bleibendem Außendurchmesser der Wendel 48 erreicht wird. Auf diese Art und Weise kann durch Auswahl und Einsetzen unterschiedlicher Wendeln ein unterschiedlicher Strömungsquerschnitt zur Anpassung an verschiedene Motoren und Anwendungsfälle bei ansonsten gleichbleibender Konstruktion und Dimensionierung der Ölabscheidevorrichtung 2 erzielt werden.In a particularly advantageous manner, the radial depth of the helical flow path 46 can be varied. This can preferably be done by using different coils 48 with different radial depth, which is preferably by different sized Inner pieces 52 of the helix 48 is achieved with the outer diameter of the helix 48 remaining the same. In this way, by selecting and inserting different coils, a different flow cross-section for adaptation to different engines and applications with otherwise constant construction and dimensioning of the oil separation device 2 can be achieved.

Die Feinabscheideeinrichtung 32, die strömungsmäßig nachgeordnet in dem Gehäusebereich 14 untergebracht ist, umfasst ein zylindrisches Garnwickel als Feinabscheideeinsatz 34, welches an seiner zylinderkopfzugewandten Seite geschlossen ist. Die strömenden Kurbelgehäusegase treten durch die zylindrische Wandung des Garnwickels hindurch und dabei werden restliche feinste Flüssigkeitströpfchen abgeschieden, die -innerhalb des Garnwickels infolge der Schwerkraft nach unten in Richtung auf die Zylinderkopfhaube gelangen. Dort ist eine in Figur 5 lediglich schematisch angedeutete Ölabführöffnung 56 in der Zylinderkopfhaube vorgesehen. Das Garnwickel umfasst an seinem oberen Ende eine Austrittsöffnung 58. In diesem Bereich ist die Deckelwandung 10 etwas nach oben ausgewölbt. Die durch die Austrittsöffnung 58 strömenden Kurbelwellengase werden dann unmittelbar im Bereich der Auswölbung um 90° umgelenkt und dann abermals um 90° nach unten in Richtung auf die Zylinderkopfhaube 4 umgelenkt. Durch die Ausbildung des aufgewölbten Teils 10 als separates Bauteil wird die Herstellbarkeit der Gehäusehalbschale 6 im Hinblick auf den Formenaufwand wesentlich vereinfacht. Durch die sehr steile Gestaltung des Überströmkanals 60 wird der in Längsrichtung benötigte Baumraum so gering wie möglich gehalten. In eine Aussparung zwischen den Gehäusebereichen 14 und 16 greift eine Gegenkontur 59, welche an der Zylinderkopfhaube ausgebildet ist ein, damit kein Totvolumen gebildet wird, in welchem sich Flüssigkeit ansammeln könnte. Vom Überströmkanal 60 aus gelangt das strömende Kurbelgehäusegas in den Gehäusebereich 16, wo die Ventileinrichtung 36 vorgesehen ist. Die Ventileinrichtung 36 umfasst eine in Figur 5 schematisch dargestellte Membran 62, die einerseits mit der Atmosphäre in Verbindung steht und andererseits vom Kurbelgehäusegas beaufschlagt wird. Bei maximaler Ansaugung durch die Verbrennungskraftmaschine, wenn also im Auslass 38 der Ölabscheidevorrichtung ein maximaler Unterdruck anliegt, verschließt die Ventileinrichtung 36 eine Öffnung 64, und zwar unter dem Druck der Atmosphäre. Wenn unterhalb der Membran 62 infolge des Kurbelgehäusegases der Druck ansteigt, so wird die Öffnung 64 freigegeben und Kurbelgehäusegase werden der (erneuten) Verbrennung zugeführt.The fine separator 32, downstream of which is housed in the housing portion 14, comprises a cylindrical yarn package as a fine separator insert 34, which is closed on its cylinder head-facing side. The flowing crankcase gases pass through the cylindrical wall of the yarn package, thereby depositing residual very fine liquid droplets which, within gravity of the yarn package, come down towards the cylinder head cover. There is provided in Figure 5 only schematically indicated Ölabführöffnung 56 in the cylinder head cover. The yarn package comprises at its upper end an outlet opening 58. In this area, the top wall 10 is bulged slightly upwards. The flowing through the outlet opening 58 crankshaft gases are then deflected immediately in the region of the bulge by 90 ° and then deflected again by 90 ° down in the direction of the cylinder head cover 4. Due to the formation of the bulged portion 10 as a separate component, the manufacturability of the housing half shell 6 is considerably simplified in terms of the mold cost. Due to the very steep design of the overflow channel 60, the tree space required in the longitudinal direction is kept as low as possible. In a recess between the housing portions 14 and 16 engages a mating contour 59 which is formed on the cylinder head cover, so that no dead volume is formed, in which liquid could accumulate. From the overflow channel 60, the flowing crankcase gas passes into the housing region 16, where the valve device 36 is provided. The valve device 36 comprises a diaphragm 62, shown diagrammatically in FIG. 5, which on the one hand communicates with the atmosphere and, on the other hand, is acted upon by the crankcase gas. At maximum intake by the internal combustion engine, so if there is a maximum negative pressure in the outlet 38 of the Ölabscheidevorrichtung, the valve means 36 closes an opening 64, under the pressure of the atmosphere. If the pressure below the diaphragm 62 increases due to the crankcase gas, the port 64 is released and crankcase gases are supplied to (re) combustion.

Figur 6 zeigt in schematischer Andeutung zwei verschiedene Ausführungsformen von Wendeln 48 mit unterschiedlicher radialer Tiefe der Strömungsstrecke, die bei gleichbleibendem Außendurchmesser der Wendel 48 durch zylindrische Innenstücke 52 verschiedenen Durchmessers erreicht sind.FIG. 6 shows a schematic illustration of two different embodiments of coils 48 with different radial depths of the flow path, which are achieved by cylindrical inner pieces 52 of different diameters while the outside diameter of the coil 48 remains the same.

Claims (16)

  1. Oil separation apparatus (2) for crankcase gases of an internal combustion engine, having a pre-separation device (28), a cyclone separation device (30), a fine separation device (32) and optionally a valve device (36), which are provided in a cascaded manner on a cylinder head cover (4) of the internal combustion engine, characterized in that the pre-separation device (28), the cyclone separation device (30), the fine separation device (32) and the valve device (36) which is optionally provided are arranged on the outer side (20) of the cylinder head cover (4) and are encased by a housing half-shell (6) which, together with the outer side (20) of the cylinder head cover (4), forms a housing for the separation apparatus (2).
  2. Oil separation apparatus according to Claim 1, characterized in that the housing half-shell (6) is a plastic part which is manufactured in one piece, in particular an injection-moulded part.
  3. Oil separation apparatus according to Claim 1 or 2, characterized in that flow-guiding walls (42) and/or a helical insert (48) for the cyclone separation apparatus (30) and/or a separation insert (34) for the fine separation device (32) and/or the valve device (36) can be inserted into the housing half-shell (6) such that they/it can be preassembled.
  4. Oil separation apparatus according to Claim 1, 2 or 3, characterized in that the housing half-shell (6) is sealed against the outer side (20) of the cylinder head cover (4) via a circumferential sealing element.
  5. Oil separation apparatus according to one or more of the preceding claims, characterized in that the housing half-shell (6) comprises circumferential side walls (8) which extend in the direction of the cylinder head cover (4) and merge into an end-side circumferential edge (18), by way of which the housing half-shell (6) can be placed against the outer side (20) of the cylinder head cover (4) in a sealing manner.
  6. Oil separation apparatus according to Claim 5, characterized in that the end-side circumferential edge (8) defines a contact plane (26).
  7. Oil separation apparatus according to one or more of, the preceding claims, characterized in that the housing half-shell (6) has laterally protruding lugs (23) which are, in particular, moulded on in one piece and are engaged through by screws (22), or fastening is provided by elements which snap, latch or engage behind in any desired manner.
  8. Oil separation apparatus according to Claim 7, characterized in that the lugs (23) form end contact faces when the screws (22) are tightened.
  9. Oil separation apparatus according to one or more of the preceding claims, characterized in that, between an upwardly opening outlet (58) of the fine separation device (32) and an outlet (38) of the oil separation apparatus, the flow path is diverted substantially at right angles downwards in the direction of the outer side (20) of the cylinder head cover (4).
  10. Oil separation apparatus according to one or more of the preceding claims, characterized in that, between a housing region (14) which encloses the fine separation device (32) and a housing region (16) which encloses the outlet (38) and/or the valve device (36), a cut-out is provided, into which a complementarily shaped mating contour (59) of the cylinder head cover surface engages in the mounted state of the oil separation apparatus.
  11. Oil separation apparatus according to one or more of the preceding claims, characterized in that an oil outlet opening (44) is provided ahead of the cyclone separation device (30) in the flow or cascading direction, through which oil outlet opening (44) oil which is deposited in the pre-separation device (28) can be removed from the flow path.
  12. Oil separation apparatus according to one or more of the preceding claims, having at least two helixes (48) having a different radial depth of the flow path, which can optionally be inserted into a housing region (14) of the housing half-shell (6) which encloses the cyclone separation device, in the case of otherwise identical external dimensions of the cyclone separation device (30).
  13. Oil separation apparatus according to Claim 12, characterized in that the cyclone separation device (30) comprises a helical flow path (46) which is formed by a helix having a cylindrical inner piece (52), which can be mounted on the housing half-shell (6), the cylindrical inner piece (52) defining an internal diameter Di of the helical flow path (46).
  14. Oil separation apparatus according to Claim 11 or 12, characterized in that the maximum internal diameter Di,max in a cyclone separation device (30) is approximately 8 mm (± 10%) given a helix pitch height of 11-15 mm and an external diameter Da of 48-54 mm.
  15. Oil separation apparatus according to Claim 11 or 12, characterized in that the maximum internal diameter Di,max in a cyclone separation device (30) is approximately 18 mm (± 10%) given a helix pitch height of 11-15 mm and an external diameter Da of 48-54 mm.
  16. Oil separation apparatus according to Claim 11 or 12, characterized in that the maximum internal diameter Di,max in a cyclone separation device (30) is approximately 24 mm (± 10%) given a helix pitch height of 11-15 mm and an external diameter Da of 48-54 mm.
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