Die
Erfindung geht aus von einer Vorrichtung zur Abscheidung von Flüssigkeit
nach der Gattung des Hauptanspruchs.The
The invention is based on a device for the separation of liquid
according to the preamble of the main claim.
Es
ist schon eine Vorrichtung zur Abscheidung von Flüssigkeit
von der Firma Bruss bekannt mit mehreren parallel geschalteten klappenförmigen Impaktor-Separatoren.
Dabei besteht die Gefahr, dass die parallel geschalteten Abscheider
bei niedrigen Außentemperaturen
leicht zufrieren, indem beispielsweise zwischen einem Ventilsitz
und einem Ventilkörper
der Ölabscheider
Wasser gefriert und den Ventilkörper
auf diese Weise blockiert. Das Einfrieren der Impaktor-Ölabscheider
führt im
schlechtesten Fall dazu, dass keine Kurbelgehäuseentlüftung mehr möglich ist
und dadurch ein kontinuierlicher Druckaufbau im Kurbelgehäuse erfolgt,
der zu Schäden
an der Brennkraftmaschine führen
kann.It
is already a device for the separation of liquid
from the company Bruss known with several parallel flap-shaped impactor separators.
There is a risk that the parallel connected separator
at low outside temperatures
Freeze slightly by, for example, between a valve seat
and a valve body
the oil separator
Water freezes and the valve body
blocked in this way. The freezing of the impactor oil separator
leads in the
Worst case that no crankcase ventilation is possible
and thereby a continuous pressure build-up takes place in the crankcase,
the damage
lead to the internal combustion engine
can.
Zur
Vermeidung von Eisbildung an den Abscheidern ist es bisher üblich, elektrische
Heizelemente einzusetzen, die jedoch teuer und aufwendig sind.to
Avoiding ice formation on the separators, it has been customary to electric
Use heating elements, which are expensive and expensive.
Vorteile der
ErfindungAdvantages of
invention
Die
erfindungsgemäße Vorrichtung
zur Abscheidung von Flüssigkeit
mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den
Vorteil, daß auf
einfache Art und Weise eine Verbesserung dahingehend erzielt wird,
dass die Durchströmbarkeit
der Vorrichtung auch bei Frosttemperaturen sichergestellt ist, indem
eine bezüglich
der Abscheider parallel geschaltete Bypassleitung vorgesehen ist,
in der ein temperaturabhängig
schaltendes Bypassventil angeordnet ist. Das Bypassventil öffnet bei
einer vorbestimmten Temperatur, bei der Eisbildung in den Abscheidern
möglich
ist, und gewährleistet
dadurch beispielsweise eine funktionierende Kurbelgehäuseentlüftung bei
einem Kaltstart der Brennkraftmaschine. Nach einem solchen Kaltstart
wird die erfindungsgemäße Vorrichtung
durch die Brennkraftmaschine allmählich erwärmt, so dass eingefrorene Abscheider
wieder funktionsfähig
werden. Daher schliesst das Bypassventil wieder, sobald die Vorrichtung
eine vorbestimmte Temperatur überschritten hat.The
inventive device
for the separation of liquid
with the characterizing features of the main claim has the
Advantage that on
simple way of achieving an improvement to that
that the flow through
the device is ensured even at freezing temperatures by
a respect
the separator is provided in parallel bypass line,
in the one temperature dependent
switching bypass valve is arranged. The bypass valve opens
a predetermined temperature, during the formation of ice in the separators
possible
is, and guaranteed
This, for example, a functioning crankcase ventilation at
a cold start of the internal combustion engine. After such a cold start
becomes the device according to the invention
gradually heated by the internal combustion engine, so that frozen separator
again functional
become. Therefore, the bypass valve closes again as soon as the device
has exceeded a predetermined temperature.
Durch
die in den Unteransprüchen
aufgeführten
Maßnahmen
sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch
angegebenen Vorrichtung möglich.By
in the subclaims
listed
activities
are advantageous developments and improvements in the main claim
specified device possible.
Besonders
vorteilhaft ist, wenn das Bypassventil einen mit einem Ventilsitz
zusammenwirkenden Ventilkörper
aufweist, der als ein Bimetallelement ausgebildet ist, da auf diese
Weise eine besonders einfache und kostengünstige Ausführung erreicht ist. Darüber hinaus
ist diese Ausführung
besonders bauraumsparend. Das Bimetall ermöglicht eine kostengünstige temperaturabhängige Schaltung des
Bypassventils.Especially
is advantageous if the bypass valve one with a valve seat
cooperating valve body
has, which is formed as a bimetallic element, since on this
A particularly simple and inexpensive design is achieved. Furthermore
is this version
particularly space-saving. The bimetal allows a cost-effective temperature-dependent circuit of
Bypass valve.
Weiterhin
vorteilhaft ist, wenn das Bypassventil einen mit einem Ventilsitz
zusammenwirkenden Ventilkörper
aufweist, wobei ein Bimetallelement vorgesehen ist, das den Ventilkörper temperaturabhängig in
vom Ventilsitz abgewandter Richtung anhebt oder in Richtung des
Ventilsitzes bewegt. Auf diese Weise lässt sich ein größerer Strömungsquerschnitt
am Bypassventil öffnen
als bei der zuvor genannten Ausführung.Farther
is advantageous if the bypass valve one with a valve seat
cooperating valve body
has, wherein a bimetallic element is provided, the temperature dependent on the valve body in
Lifting away from the valve seat direction or in the direction of
Valve seat moves. In this way, a larger flow cross-section can be
open at the bypass valve
as in the aforementioned embodiment.
Sehr
vorteilhaft ist es, wenn eine Rückstellfeder
vorgesehen ist, die den Ventilkörper
mit einer Rückstellkraft
in Richtung des Ventilsitzes drückt,
wobei das Bimetallelement die Rückstellkraft
der Rückstellfeder
temperaturabhängig
verändert.
Auf diese Weise kann das Bypassventil bei Temperaturen oberhalb
einer Öffnungstemperatur
als Abscheider arbeiten. Gemäss
dieser vorteilhaften Ausführung
wirkt die Rückstellfeder
mit ihrem einen Ende auf den Ventilkörper und liegt mit ihrem anderen
Ende an dem Bimetallelement an. Das Bimetallelement ist vorteilhafterweise
derart angeordnet, dass es eine temperaturabhängige Relativbewegung zum Ventilkörper in
axialer Richtung bezüglich
einer Ventilachse ausführen kann.Very
It is advantageous if a return spring
is provided, which is the valve body
with a restoring force
pushes in the direction of the valve seat,
wherein the bimetallic element the restoring force
the return spring
temperature-dependent
changed.
In this way, the bypass valve at temperatures above
an opening temperature
work as a separator. According to
this advantageous embodiment
the return spring acts
with its one end on the valve body and lies with her other
End of the bimetallic element. The bimetallic element is advantageously
arranged such that there is a temperature-dependent relative movement to the valve body in
axial direction with respect to
can perform a valve axis.
Nach
einer vorteilhaften Ausgestaltung ist das Bimetallelement streifenförmig oder
balkenförmig
ausgeführt.To
an advantageous embodiment, the bimetal element is strip-shaped or
bar-shaped
executed.
Darüber hinaus
vorteilhaft ist, den erfindungsgemässen Bypass mit Bypassventil
bei Impaktor-Abscheidern, Vlies-Abscheidern oder Garn-Abscheidern
einzusetzen, da diese Abscheider besonders einfriergefährdet sind.Furthermore
is advantageous, the inventive bypass with bypass valve
on impactor separators, fleece separators or yarn separators
use, since these separators are particularly freezing risk.
Zeichnungdrawing
Ausführungsbeispiele
der Erfindung sind in der Zeichnung vereinfacht dargestellt und
in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen 1 eine
schematische Ansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung, 2 eine
vereinfachte Ansicht eines ersten Ausführungsbeispiels, 3 und 4 eine
vereinfachte Ansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels, 5 eine
vereinfachte Ansicht eines dritten Ausführungsbeispiels und 6 und 7 eine
vereinfachte Ansicht eines vierten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung.Embodiments of the invention are shown in simplified form in the drawing and explained in more detail in the following description. Show it 1 a schematic view of the device according to the invention, 2 a simplified view of a first embodiment, 3 and 4 a simplified view of a second embodiment, 5 a simplified view of a third embodiment and 6 and 7 a simplified view of a fourth embodiment of the device according to the invention.
Beschreibung
der Ausführungsbeispieledescription
the embodiments
1 zeigt
eine vereinfachte Ansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Abscheidung
von Flüssigkeit
aus einem Gasstrom. 1 shows a simplified view of the device according to the invention for the separation of liquid from a gas stream.
Die
Vorrichtung dient vorzugsweise zum Abscheiden von Flüssigkeiten,
insbesondere Öl,
aus einem Gasstrom, kann also allgemein zum Abscheiden von Tropfen
von Flüssigkeiten
aus strömenden
Gasen verwendet werden. Die Vorrichtung wird vorzugsweise eingesetzt
in einer Kurbelgehäuseentlüftung einer
Brennkraftmaschine.The
Device is preferably used for separating liquids,
especially oil,
from a gas stream, so can generally for the deposition of drops
of liquids
from flowing
Gases are used. The device is preferably used
in a crankcase ventilation a
Internal combustion engine.
Während eines
Betriebs einer Brennkraftmaschine 1 strömt aufgrund einer kleinen Leckage
zwischen Kolben, Kolbenringen und Zylinderlaufflächen ein sogenanntes Blowby-Gas
oder Durchblasegas aus einem Verbrennungsraum 2 in ein
Kurbelgehäuse 3.
Für dieses
Blowby-Gas wird im Folgenden nur noch allgemein der Begriff Gas
verwendet. Durch die kleine Leckage von Gas aus dem Verbrennungsraum 2 der Brennkraftmaschine 1 kommt
es zu einer unzulässigen
Druckerhöhung
in dem Kurbelgehäuse 3,
so daß es
notwendig ist, einen Druckausgleich durch die sogenannte Kurbelgehäuseentlüftung zu
erreichen. Da das Gas eine hohe Kohlenwasserstoff-Konzentration aufweist,
wird das Gas durch die Kurbelgehäuseentlüftung nicht
in die Atmosphäre,
sondern in ein sogenanntes Saugrohr 4 der Brennkraftmaschine 1, beispielsweise
stromab einer Drosselklappe 5, geleitet, damit es dort
einer Verbrennung zugeführt
wird.During operation of an internal combustion engine 1 flows due to a small leakage between the piston, piston rings and cylinder surfaces a so-called blow-by gas or blow-by gas from a combustion chamber 2 in a crankcase 3 , For this blowby gas, the term gas is used only in the following. Due to the small leakage of gas from the combustion chamber 2 the internal combustion engine 1 There is an impermissible pressure increase in the crankcase 3 , so that it is necessary to achieve a pressure equalization by the so-called crankcase ventilation. Since the gas has a high hydrocarbon concentration, the gas is not released by the crankcase ventilation in the atmosphere, but in a so-called intake manifold 4 the internal combustion engine 1 For example, downstream of a throttle 5 , so that it is there incinerated.
Das über eine
Entlüftungsleitung 8 aus
dem Kurbelgehäuse 3 in
Richtung Saugrohr 4 strömende Gas
weist einen Ölnebel
mit vielen kleinen und großen Öltropfen
auf, der durch das mit hoher Strömungsgeschwindigkeit
in das Kurbelgehäuse 3 einströmende Gas
und durch die bewegten Teile in dem Kurbelgehäuse 3 entsteht. Die Öltropfen
des Ölnebels
müssen
vor der Einleitung in das Saugrohr 4 mit Hilfe der erfindungsgemäßen Vorrichtung
zur Abscheidung von Flüssigkeit
aus dem Gasstrom abgeschieden werden, um einen hohen Ölverlust
zu vermeiden und um die Verbrennung nicht negativ zu beeinflussen.The over a vent line 8th from the crankcase 3 in the direction of the intake manifold 4 flowing gas has an oil mist with many small and large drops of oil, which is due to the high flow rate in the crankcase 3 inflowing gas and through the moving parts in the crankcase 3 arises. The oil drops of the oil mist must be in the intake manifold before being introduced 4 be deposited by means of the device according to the invention for the separation of liquid from the gas stream in order to avoid a high oil loss and not to adversely affect the combustion.
Daher
ist in der Entlüftungsleitung 8 ein
Abscheider 9, beispielsweise ein Impaktor-Abscheider oder ein
Vlies-Abscheider, angeordnet, der das Öl aus dem Gasstrom abscheidet
und über
eine Rücklaufleitung 10 wieder
in das Kurbelgehäuse 3 zurückführt.Therefore, in the vent line 8th a separator 9 , For example, an impactor separator or a non-woven separator disposed, which separates the oil from the gas stream and a return line 10 back in the crankcase 3 returns.
Ein
Impaktor-Abscheider arbeitet nach dem bekannten Impaktorprinzip,
bei dem ein Gasstrom auf eine sogenannte Prallplatte zuströmt, nahe
der Prallplatte stark umgelenkt wird, beispielsweise um 90 Grad,
und beschleunigt durch einen schmalen Querschnitt strömt. Durch
die Beschleunigung der Strömung
und die starke Umlenkung können
in dem Gasstrom enthaltene Partikel aufgrund ihrer Trägheit nicht
der Stromlinie folgen, prallen gegen die Prallplatte und sind auf
diese Weise abgeschieden. Impaktor-Abscheider sind beispielsweise in der
nicht vorveröffentlichten
deutschen Patentanmeldung 10 2004 04 9089 vorgeschlagen, wobei deren
Inhalt ausdrücklich
Teil der Offenbarung dieser Anmeldung sein soll.One
Impactor separator works according to the known impactor principle,
in which a gas stream flows to a so-called baffle, close
the baffle plate is strongly deflected, for example by 90 degrees,
and accelerated flows through a narrow cross-section. By
the acceleration of the flow
and the strong diversion can
Particles contained in the gas stream due to their inertia not
Follow the streamline, bounce against the baffle plate and open
deposited this way. Impaktor separators are for example in the
not pre-published
German Patent Application 10 2004 04 9089 proposed, wherein the
Content expressly
Part of the disclosure of this application should be.
Ein
Vlies-Abscheider weist bekannterweise ein Vlies oder Garn auf, das
eine Abscheidung im wesentlichen durch die Trägheit der Tropfen bewirkt.One
Fleece separator is known to have a fleece or yarn, the
causes a deposition essentially by the inertia of the drops.
Es
können
auch mehrere parallel geschaltete Abscheider 9 in der Entlüftungsleitung 8 vorgesehen
sein. Stromab des zumindest einen Abscheiders 9 ist ein
Druckregelventil 11 angeordnet. Durch den Differenzdruck
zwischen dem Kurbelgehäuse 3 und dem
Saugrohr 4 fließt
ein Gas-Volumenstrom aus dem Kurbelgehäuse 3 über die
Entlüftungsleitung 8 in
Richtung Saugrohr 4. Da der Druck im Saugrohr 4 abhängig vom
Betriebszustand der Brennkraftsmaschine schwankt, dient das Druckregelventil 11 dazu, einen
vorbestimmten Druck im Kurbelgehäuse 3 relativ
zur Atmosphäre
einzustellen. Bei Dieselmotoren werden Unterdrücke im Saugrohr 4 von
70 bis 150 mbar erreicht, bei Benzinmotoren Unterdrücke bis
zu 800 mbar.It can also be several parallel connected separator 9 in the vent line 8th be provided. Downstream of the at least one separator 9 is a pressure control valve 11 arranged. Due to the differential pressure between the crankcase 3 and the suction tube 4 flows a gas flow from the crankcase 3 over the vent line 8th in the direction of the intake manifold 4 , Because the pressure in the intake manifold 4 varies depending on the operating state of the internal combustion engine, the pressure regulating valve is used 11 to do so, a predetermined pressure in the crankcase 3 relative to the atmosphere. In diesel engines, negative pressures in the intake manifold 4 reached from 70 to 150 mbar, with gasoline engines suppressed up to 800 mbar.
Bei
bestimmten Abscheidern, beispielsweise den Impaktor-Abscheidern
oder Vlies-Abscheidern, besteht
die Gefahr, dass die Funktionsfähigkeit
bei kalten Aussentemperaturen um den Gefrierpunkt von Wasser herum
und darunter durch Vereisungen am Abscheider stark beeinträchtigt wird.
Diesen Abscheidern ist gemeinsam, dass die Strömung zumindest abschnittsweise
einen sehr engen Strömungsquerschnitt
passieren muss. An diesen engen Strömungsquerschnitten können sich
zunehmend Vereisungen bilden, die im schlechtesten Fall den gesamten
Strömungsquerschnitt
verschliessen und auf diese Weise den Abscheider undurchströmbar machen. Wenn
alle Abscheider 9 zugefroren und nicht mehr durchströmbar sind,
ist das Kurbelgehäuse 3 nicht mehr
mit dem Saugrohr 4 strömungsverbunden,
so dass sich durch die Leckage aus dem Verbrennungsraum 2 in
das Kurbelgehäuse 3 ein Überdruck
in dem Kurbelgehäuse 3 aufbaut,
der zu einem Schaden an der Brennkraftmaschine führen kann.With certain separators, for example the impactor separators or nonwoven separators, there is a risk that functioning at cold outside temperatures around the freezing point of water and below is greatly impaired by icing on the separator. These separators have in common that the flow must pass at least in sections a very narrow flow cross-section. More and more icing can form on these narrow flow cross-sections which, in the worst case, occlude the entire flow cross-section and in this way make the separator impermeable to flow. If all the separators 9 Frozen and can no longer be flowed through, is the crankcase 3 not with the suction pipe anymore 4 fluidly connected, so that due to the leakage from the combustion chamber 2 in the crankcase 3 an overpressure in the crankcase 3 builds up, which can lead to damage to the internal combustion engine.
Um
einen Druckausgleich im Kurbelgehäuse 3 zur Atmosphäre sicherzustellen,
ist erfindungsgemäss
eine bezüglich
des zumindest einen Abscheiders 9 parallel geschaltete
Bypassleitung 12 vorgesehen, in der ein temperaturabhängig schaltendes Bypassventil 15 angeordnet
ist. Die temperaturabhängige
Schaltung des Bypassventils 15 wird beispielsweise durch
ein Bimetall erreicht. Das Bimetall ist beispielsweise als Streifen
oder als Balken ausgeführt
und weist zumindest zwei übereinanderliegende Metallschichten
auf, die verschiedene Wärmeausdehnungskoeffizienten
besitzen. Bei einer Temperaturänderung ändert sich
bekannterweise die mechanische Spannung im Bimetall, so dass sich
dieses verformt.To a pressure equalization in the crankcase 3 to ensure the atmosphere, according to the invention with respect to the at least one separator 9 parallel bypass line 12 provided in which a temperature-dependent switching bypass valve 15 is arranged. The temperature-dependent circuit of the bypass valve 15 is at For example, achieved by a bimetal. The bimetal is designed, for example, as a strip or as a beam and has at least two superimposed metal layers which have different thermal expansion coefficients. With a change in temperature, it is known that the mechanical stress in the bimetal changes, so that this deforms.
2 zeigt
eine vereinfachte Ansicht eines ersten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Bypassventils. 2 shows a simplified view of a first embodiment of the bypass valve according to the invention.
Parallel
zu dem Bypassventil 15 ist zumindest ein Abscheider 9,
beispielsweise zwei Abscheider 9 angeordnet.Parallel to the bypass valve 15 is at least a separator 9 For example, two separators 9 arranged.
Das
Bypassventil 15 weist einen Eingang 17 und einen
Ausgang 18 auf. Der Eingang 17 ist stromauf mit
dem Kurbelgehäuse 3 und
der Ausgang 18 stromab mit dem Saugrohr 4 strömungsverbunden.The bypass valve 15 has an entrance 17 and an exit 18 on. The entrance 17 is upstream with the crankcase 3 and the exit 18 downstream with the suction pipe 4 flow-connected.
Das
Bypassventil 15 weist einen mit einem Ventilsitz 21 zusammenwirkenden
Ventilkörper 22 auf,
der bei diesem Ausführungsbeispiel
als ein Bimetallelement 25 mit einer ersten Metallschicht 23 und
einer zweiten Metallschicht 24 ausgebildet ist. Der Ventilsitz 21 ist
am Eingang 17 vorgesehen. Zur Auslegung des Bimetallelements 25 können verschiedene
Metalle mit gleichen oder unterschiedlichen Schichtdicken miteinander
gepaart werden. Bei geschlossenem Bypassventil 15 überdeckt
das Bimetallelement 25 den Eingang 17. Das Bimetallelement 25 ist
gemäss
dem ersten Ausführungsbeispiel einseitig
gelagert und beispielsweise mit einem Ende an einer Ventilsitzwandung 26 des
Bypassventils 15 befestigt. Auf diese Weise wird eine klappenförmige Ausführung des
Ventilkörpers 22 erreicht.
In der Ventilsitzwandung 26 ist der Eingang 17 angeordnet.
Bei einer Temperaturänderung
verformt sich das Bimetallelement 25 derart, dass es sich
einseitig mit dem freien Ende vorauseilend in vom Ventilsitz 21 abgewandter
Richtung wegbiegt. An dem fest eingespannten Ende des Bimetallelements 25 erfolgt
keine und an dem freien Ende eine maximale Biegung mit weitestem
Abstand zum Ventilsitz 21.The bypass valve 15 has one with a valve seat 21 cooperating valve body 22 on, in this embodiment as a bimetallic element 25 with a first metal layer 23 and a second metal layer 24 is trained. The valve seat 21 is at the entrance 17 intended. For the design of the bimetallic element 25 Different metals with the same or different layer thicknesses can be paired with each other. With closed bypass valve 15 covers the bimetallic element 25 the entrance 17 , The bimetal element 25 is mounted on one side according to the first embodiment and, for example, with one end to a valve seat wall 26 of the bypass valve 15 attached. In this way, a flap-shaped design of the valve body 22 reached. In the valve seat wall 26 is the entrance 17 arranged. When the temperature changes, the bimetallic element deforms 25 such that it protrudes one-sidedly with the free end in from the valve seat 21 turned away direction. At the firmly clamped end of the bimetallic element 25 there is no and at the free end a maximum bend with the greatest distance to the valve seat 21 ,
Das
Bypassventil 15 ist derart ausgelegt, dass der als Bimetall
ausgeführte
Ventilkörper 22 bei positiven
Temperaturen in der Nähe
des Gefrierpunktes von Wasser, beispielsweise 1 bis 5 Grad Celsius, vom
Ventilsitz 21 abhebt und das Bypassventil 15 auf diese
Weise öffnet.
Die vorbestimmte Temperatur, bei der das Bypassvenil öffnet, wird
im Folgenden als Öffnungstemperatur
bezeichnet und bezieht sich auf die Temperatur im Bypassventil 15.
Je weiter die Temperatur im Bypassventil 15 unter die Öffnungstemperatur
sinkt, desto größer werden
die Spannungen im Bimetall und desto weiter öffnet der Ventilkörper 22.
Bei einer Temperatur größer der Öffnungstemperatur
ist das Bypassventil 15 geschlossen.The bypass valve 15 is designed such that the designed as a bimetal valve body 22 at positive temperatures near the freezing point of water, for example 1 to 5 degrees Celsius, from the valve seat 21 takes off and the bypass valve 15 opens in this way. The predetermined temperature at which the bypass valve opens is hereinafter referred to as the opening temperature and refers to the temperature in the bypass valve 15 , The further the temperature in the bypass valve 15 falls below the opening temperature, the greater the stresses in the bimetal and the wider the valve body opens 22 , At a temperature greater than the opening temperature is the bypass valve 15 closed.
Bei
geschlossenem Bypassventil 15 strömt der gesamte Volumenstrom
der Kurbelgehäuseentlüftung über den
zumindest einen Abscheider 9 zum Saugohr 4. Wenn
die Temperatur im Bypassventil 15 auf die Öffnungstemperatur
absinkt, besteht die Gefahr der Eisbildung an den Abscheidern 9 und
am Bypassventil 15 selbst, so dass dieses vorbeugend öffnet und
auf diese Weise eine Entlüftung
der Kurbelgehäusegase
zum Saugrohr 4 hin gewährleistet.
Bei geöffnetem
Bypassventil 15 strömt
zumindest ein kleiner Teilstrom des Gases von der Entlüftungsleitung 8 ausgehend über die
Bypassleitung 12, das Bypassventil 15 an dem Abscheider 9 vorbei
und gelangt stromab des Abscheiders 9 wieder in die Entlüftungsleitung 8 und
in das Saugrohr 4. Der zumindest eine Abscheider 9 wird
bei geöffnetem
Bypassventil 15 weiterhin durchströmt, sofern dieser nicht vollständig vereist
ist.With closed bypass valve 15 the entire volume flow of the crankcase ventilation flows over the at least one separator 9 to the suction ear 4 , When the temperature in the bypass valve 15 drops to the opening temperature, there is a risk of ice formation on the separators 9 and at the bypass valve 15 itself, so that this opens preventively and in this way a venting of the crankcase gases to the intake manifold 4 guaranteed. With open bypass valve 15 At least a small partial stream of the gas flows from the vent line 8th starting via the bypass line 12 , the bypass valve 15 at the separator 9 over and passes downstream of the separator 9 back into the vent line 8th and in the suction pipe 4 , The at least one separator 9 is when the bypass valve is open 15 flows through, if it is not completely iced.
Die
Temperatur im Bypassventil 15 sinkt beispielsweise unter
die Öffnungstemperatur,
wenn die Brennkraftmaschine ausgeschaltet ist und eine kalte Außentemperatur
nahe des Gefrierpunktes von Wasser oder darunter vorliegt. Nach
dem Ausschalten der Brennkraftmaschine kühlt die Vorrichtung ab, so
dass Restfeuchte an den kalten Gehäusewandungen kondensiert und
schließlich
gefriert. Auf diese Weise kann es zu einer teilweisen oder vollständigen Vereisung
des zumindest einen Abscheiders 9 kommen, so dass dieser
im schlechtesten Fall bei einem sogenannten Kaltstart nicht durchströmbar ist.
Daher ist erfindungsgemäss
das Bypassventil 15 vorgesehen, das bei Temperaturen unterhalb
der Öffnungstemperatur öffnet und
auf diese Weise einen Druckausgleich der Vorrichtung im Kaltstart
gewährleistet. Nach
dem Kaltstart erwärmt
sich die Brennkraftmaschine 1 und die Vorrichtung allmählich, wobei
eventuell vereiste Abscheider 9 langsam auftauen und wieder
funktionstüchtig
werden. Sobald die Temperatur im Bypassventil 15 durch
die Erwärmung
der Brennkraftmaschine wieder ansteigt, schliesst dieses zunehmend,
bis es schliesslich oberhalb der Öffnungstemperatur ganz geschlossen
ist.The temperature in the bypass valve 15 For example, it drops below the opening temperature when the engine is off and a cold outside temperature is near the freezing point of water or below. After switching off the internal combustion engine, the device cools, so that residual moisture condenses on the cold housing walls and finally freezes. In this way, it can lead to a partial or complete icing of the at least one separator 9 come, so that it is in the worst case in a so-called cold start is not flowed through. Therefore, according to the invention, the bypass valve 15 provided that opens at temperatures below the opening temperature and thus ensures a pressure equalization of the device in cold start. After the cold start, the internal combustion engine heats up 1 and the device gradually, with possibly iced separator 9 thaw slowly and become functional again. Once the temperature in the bypass valve 15 increases again by the heating of the internal combustion engine, this closes increasingly, until it is finally completely closed above the opening temperature.
3 zeigt
eine vereinfachte Ansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Bypassventils. 3 shows a simplified view of a second embodiment of the bypass valve according to the invention.
Bei
der Vorrichtung nach 3 sind die gegenüber der
Vorrichtung nach 1 und 2 gleichbleibenden
oder gleichwirkenden Teile durch die gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.In the device according to 3 are the opposite to the device according to 1 and 2 Constant or equivalent parts by the same reference numerals.
Das
Bypassventil nach 3 unterscheidet sich von dem
Bypassventil nach 2 darin, dass der Ventilkörper 22 kein
Bimetallelement ist. Stattdessen ist gemäss dem zweiten Ausführungsbeispiel ein
separates Bimetallelement 25 vorgesehen, das den Ventilkörper 22 temperaturabhängig in
vom Ventilsitz 21 abgewandter Richtung anhebt oder in Richtung
des Ventilsitzes bewegt. Bei dem zweiten Ausführungsbeispiel öffnet der
Ventilkörper 22 nicht durch
eine Biegebewegung gemäss
einem einseitig eingespannten Balken, sondern macht einen axialen Hub
in Richtung einer Ventilachse 30. Auf diese Weise kann
beim Öffnen
des Bypassventils ein größerer Strömungsquerschnitt
erreicht werden als bei dem ersten Ausführungsbeispiel.The bypass valve after 3 differs from the bypass valve 2 in that the valve body 22 is not a bimetallic element. Instead, according to the second embodiment, a separate bimetallic element 25 provided that the valve body 22 temperature dependent in from the valve seat 21 lift away direction or moved in the direction of the valve seat. In the second embodiment, the valve body opens 22 not by a bending movement according to a cantilever beam, but makes an axial stroke in the direction of a valve axis 30 , In this way, when opening the bypass valve, a larger flow cross section can be achieved than in the first embodiment.
Das
Bypassventil gemäss
dem zweiten Ausführungsbeispiel
ist beispielsweise als Tellerventil ausgebildet. Als Abscheider
wirkende Tellerventile sind beispielsweise in der nicht vorveröffentlichten deutschen
Patentanmeldung 10 2004 04 9089 vorgeschlagen. Der Ventilkörper 22 weist
beispielsweise einen tellerförmigen
Tellerabschnitt 28 und einen am Tellerabschnitt 28 angeordneten
Führungszapfen 29 auf.
Der Tellerabschnitt 28 wirkt mit dem Ventilsitz 21 zusammen
und überdeckt
im geschlossenen Zustand des Bypassventils 15 den Eingang 17.
Der Führungszapfen 29 verläuft in Richtung
der Ventilachse 30. Der Ventilkörper 22 ist in axialer
Richtung bezüglich
der Ventilachse 30 beispielsweise zwischen dem Ventilsitz 21 und
einem Anschlag 33 beweglich.The bypass valve according to the second embodiment is designed for example as a poppet valve. As a separator acting poppet valves are proposed, for example, in the unpublished German patent application 10 2004 04 9089. The valve body 22 has, for example, a plate-shaped plate section 28 and one on the plate section 28 arranged guide pin 29 on. The plate section 28 acts with the valve seat 21 together and covered in the closed state of the bypass valve 15 the entrance 17 , The guide pin 29 runs in the direction of the valve axis 30 , The valve body 22 is in the axial direction with respect to the valve axis 30 for example, between the valve seat 21 and a stop 33 movable.
Das
Bimetallelement 25 ist mit seinen Enden beispielsweise
an zwei Gehäuselagern 31 befestigt, beispielsweise
in Fest-Los-Lagerung. Bei geschlossenem Bypassventil 15 weist
das Bimetallelement 25 eine vorbestimmte Durchbiegung B
auf. Der Ventilkörper 22 ist
mit dem Bimetallelement 25 mechanisch gekoppelt. Beispielsweise
ist das Bimetallelement 25 an dem Führungszapfen 29 befestigt.
Das Bimetallelement 25 liegt beispielsweise an einer dem
Tellerabschnitt 28 abgewandten Stirnseite des Führungszapfens 29 an
und ist dort mittels eines Befestigungsmittels 34 fixiert,
indem das Befestigungsmittel 34 beispielsweise durch eine Öffnung des
Bimetallelements 25 hindurchgreift und mit dem Führungszapfen 29 mechanisch
verbunden ist.The bimetal element 25 is with its ends, for example, on two housing bearings 31 fixed, for example in fixed-lot storage. With closed bypass valve 15 has the bimetal element 25 a predetermined deflection B on. The valve body 22 is with the bimetal element 25 mechanically coupled. For example, the bimetallic element 25 on the guide pin 29 attached. The bimetal element 25 is for example at a the plate section 28 facing away from the end of the guide pin 29 and is there by means of a fastener 34 fixed by the fastener 34 for example, by an opening of the bimetallic element 25 passes through and with the guide pin 29 mechanically connected.
Sinkt
die Temperatur im Bypassventil 15, verringert sich die
Durchbiegung B des Bimetallelements 25. Wenn die Temperatur
im Bypassventil 15 unter die Öffnungstemperatur sinkt, wird
der Ventilkörper 22 von
dem Bimetallelement 25 in vom Ventilsitz 21 abgewandter
Richtung der Ventilachse 30 angehoben und das Bypassventil 15 öffnet (4). Steigt
die Temperatur im Bypassventil 15 über die Öffnungstemperatur, verformt
sich das Bimetallelement 25 derart, dass der Ventilkörper 22 wieder
in Richtung des Ventilsitzes 21 bewegt wird.If the temperature in the bypass valve drops 15 , the deflection B of the bimetallic element decreases 25 , When the temperature in the bypass valve 15 falls below the opening temperature, the valve body 22 from the bimetallic element 25 in from the valve seat 21 opposite direction of the valve axis 30 raised and the bypass valve 15 opens ( 4 ). If the temperature rises in the bypass valve 15 over the opening temperature, deforms the bimetallic element 25 such that the valve body 22 again in the direction of the valve seat 21 is moved.
Der
Ventilkörper 22 kann
zusätzlich
in einer Längsführung 32 zur
Führung
der Hubbewegung des Ventilkörpers 22 in
Richtung der Ventilachse 30 gelagert sein.The valve body 22 can additionally in a longitudinal guide 32 for guiding the stroke movement of the valve body 22 in the direction of the valve axis 30 be stored.
4 zeigt
eine vereinfachte Ansicht des zweiten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Bypassventils
im geöffneten
Zustand. 4 shows a simplified view of the second embodiment of the bypass valve according to the invention in the open state.
Bei
der Vorrichtung nach 4 sind die gegenüber der
Vorrichtung nach 1 bis 3 gleichbleibenden
oder gleichwirkenden Teile durch die gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.In the device according to 4 are the opposite to the device according to 1 to 3 Constant or equivalent parts by the same reference numerals.
5 zeigt
eine vereinfachte Ansicht eines dritten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Bypassventils. 5 shows a simplified view of a third embodiment of the bypass valve according to the invention.
Bei
der Vorrichtung nach 5 sind die gegenüber der
Vorrichtung nach 1 bis 4 gleichbleibenden
oder gleichwirkenden Teile durch die gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.In the device according to 5 are the opposite to the device according to 1 to 4 Constant or equivalent parts by the same reference numerals.
Das
Bypassventil nach 5 unterscheidet sich von dem
Bypassventil nach 3 und 4 darin,
dass der Ventilkörper 22 keine
Längsbewegung in
Richtung der Ventilachse 30, sondern eine Kipp- oder Drehbewegung
beim Öffnen
ausführt.
Dies ist erreicht, indem das Bimetallelement 25 nicht beidseitig,
sondern nur einseitig in einem Festlager 35 gelagert ist.
Das Festlager 35 ist beispielsweise an einer Gehäusewandung
des Bypassventils 15 angeordnet. Das Bimetallelement 25 ist
mit dem einen Ende in dem Festlager 35 gelagert und mit
seinem anderen Ende mit dem Ventilkörper 22 mechanisch
fest verbunden.The bypass valve after 5 differs from the bypass valve 3 and 4 in that the valve body 22 no longitudinal movement in the direction of the valve axis 30 but performs a tilting or rotating movement when opening. This is achieved by the bimetallic element 25 not on both sides, but only one-sided in a fixed camp 35 is stored. The camp 35 is for example on a housing wall of the bypass valve 15 arranged. The bimetal element 25 is with one end in the camp 35 stored and with its other end to the valve body 22 mechanically firmly connected.
Wenn
die Temperatur im Bypassventil 15 unter die Öffnungstemperatur
sinkt, verformt sich das Bimetallelement 25 derart, dass
es sich mit seinem dem Ventilkörper 22 zugewandten
Ende in vom Ventilsitz 21 abgewandter Richtung biegt. Dadurch
wird der Ventilkörper 22 in
vom Ventilsitz 21 abgewandter Richtung angehoben und bezüglich der
Ventilachse 30 gekippt.When the temperature in the bypass valve 15 falls below the opening temperature, deforms the bimetallic element 25 such that it is with its the valve body 22 facing end in from the valve seat 21 turned away direction. This will cause the valve body 22 in from the valve seat 21 lifted away from the direction and with respect to the valve axis 30 tilted.
6 zeigt
eine vereinfachte Ansicht eines vierten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Bypassventils. 6 shows a simplified view of a fourth embodiment of the bypass valve according to the invention.
Bei
der Vorrichtung nach 6 sind die gegenüber der
Vorrichtung nach 1 bis 5 gleichbleibenden
oder gleichwirkenden Teile durch die gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.In the device according to 6 are the opposite to the device according to 1 to 5 Constant or equivalent parts by the same reference numerals.
Das
Bypassventil nach 6 und 7 unterscheidet
sich von dem Bypassventil nach 3 und 4 darin,
dass das Bimetallelement 25 nicht fest mit dem Ventilkörper 22 verbunden
ist, sondern eine temperaturabhängige
Relativbewegung zum Ventilkörper 22 in
axialer Richtung bezüglich
der Ventilachse 30 machen kann.The bypass valve after 6 and 7 differs from the bypass valve 3 and 4 in that the bimetallic element 25 not firmly with the valve body 22 is connected, but a temperature-dependent relative movement to the valve body 22 in the axial direction with respect to the valve axis 30 can make.
Zusätzlich ist
eine Rückstellfeder 38 vorgesehen,
die den Ventilkörper 22 mit
einer Rückstellkraft
in Richtung des Ventilsitzes 21 drückt, wobei das Bimetallelement 25 die
Rückstellkraft
der Rückstellfeder 38 temperaturabhängig verändert. Die Rückstellfeder 38 wirkt
mit ihrem einen Ende auf den Ventilkörper 22 und liegt
mit ihrem anderen Ende an dem Bimetallelement 25 an. Das
Bimetallelement 25 ist auf diese Weise zwischen dem Tellerabschnitt 28 des
Ventilkörpers 22 und
dem Bimetallelement 25 gelagert. Diese Ausbildung erlaubt
eine zweite Funktionalität
des Bypassventils 15.In addition, there is a return spring 38 provided the valve body 22 with a return force in the direction of the valve seat 21 pushes, with the bimetallic element 25 the restoring force of the return spring 38 temperature-dependent changed. The return spring 38 acts with its one end on the valve body 22 and lies with its other end to the bimetallic element 25 at. The bimetal element 25 is in this way between the plate section 28 of the valve body 22 and the bimetallic element 25 stored. This design allows a second functionality of the bypass valve 15 ,
Bei
Temperaturen oberhalb der Öffnungstemperatur
wirkt das Bypassventil 15 als Fein- und/oder Feinstabscheider und öffnet abhängig vom Kräftegleichgewicht
zwischen dem Staudruck der Strömung
am Ventilkörper 22 und
der Rückstellkraft der
Rückstellfeder 38.
In diesem Betriebszustand öffnet
das Bypassventil 15 nur einen kleinen Strömungsquerschnitt
zwischen dem Tellerabschnitt 28 und dem Ventilsitz 21 und
erreicht dadurch eine hohe Beschleunigung der Strömung und
eine gute Abscheidewirkung an dem als Prallplatte wirkenden Tellerabschnitt 28.At temperatures above the opening temperature, the bypass valve acts 15 as a fine and / or Feinstabscheider and opens depending on the balance of power between the back pressure of the flow on the valve body 22 and the restoring force of the return spring 38 , In this operating state opens the bypass valve 15 only a small flow cross section between the plate section 28 and the valve seat 21 and thereby achieves a high acceleration of the flow and a good separation effect on the disc section acting as a baffle plate 28 ,
Bei
Temperaturen unterhalb der Öffnungstemperatur
wirkt das Bypassventil 15 als Sicherheitsventil, das einen
Druckausgleich sicherstellt, und öffnet mit einem großen axialen
Hub des Ventilkörpers 22 einen
großen
Strömungsquerschnitt.At temperatures below the opening temperature, the bypass valve acts 15 as a safety valve that ensures pressure equalization and opens with a large axial stroke of the valve body 22 a large flow cross-section.
Das
Bimetallelement 25 ist mit seinen Enden an den zwei Gehäuselagern 31 befestigt.
Bei geschlossenem Bypassventil 15 weist das Bimetallelement 25 die
vorbestimmte Durchbiegung B auf. Der Führungszapfen 29 des
Ventilkörpers 22 ragt
durch eine Durchgangsöffnung 39 im
Bimetallelement 25 hindurch, so dass das Bimetallelement 25 in
axialer Richtung relativ zum Führungszapfen 29 des
Ventilkörpers 22 bewegbar
ist. Die Relativbewegung zwischen dem Bimetallelement 25 und
dem Führungszapfen 29 ist in
die eine axiale Richtung durch den Tellerabschnitt 28 und
in die andere axiale Richtung durch eine am Führungszapfen 29 angeordnete Schulter 40 begrenzt.The bimetal element 25 is with its ends on the two housing bearings 31 attached. With closed bypass valve 15 has the bimetal element 25 the predetermined deflection B on. The guide pin 29 of the valve body 22 protrudes through a passage opening 39 in bimetallic element 25 through, leaving the bimetallic element 25 in the axial direction relative to the guide pin 29 of the valve body 22 is movable. The relative movement between the bimetallic element 25 and the guide pin 29 is in the one axial direction through the plate portion 28 and in the other axial direction through one on the guide pin 29 arranged shoulder 40 limited.
Sinkt
die Temperatur im Bypassventil 15, verringert sich die
Durchbiegung B des Bimetallelements 25 durch eine Bewegung
des Bimetallelementes 25 relativ zum Führungszapfen 29 in
vom Ventilsitz 21 abgewandter Richtung, so dass die Rückstellfeder 38 entlastet
wird. Fällt
die Temperatur im Bypassventil 15 bis auf die Öffnungstemperatur,
hat sich die Durchbiegung B des Bimetallelements 25 derart
verringert, dass es an der Schulter 40 zum Anliegen kommt.
Sinkt die Temperatur im Bypassventil 15 weiter bis unter
die Öffnungstemperatur,
so wird der Ventilkörper 22 durch
eine weitere Verringerung der Durchbiegung B des Bimetallelementes 25 an
der Schulter 40 angehoben und hebt vom Ventilsitz 21 ab,
so dass das Bypassventil 15 mit einem großen Hub
aktiv öffnet.
Steigt dagegen die Temperatur im Bypassventil 15, erhöht sich
die Durchbiegung B des Bimetallelements 25 durch eine Bewegung
des Bimetallelementes 25 relativ zum Führungszapfen 29 in
Richtung des Ventilsitzes 21 und die Rückstellfeder 38 wird
stärker
vorgespannt.If the temperature in the bypass valve drops 15 , the deflection B of the bimetallic element decreases 25 by a movement of the bimetallic element 25 relative to the guide pin 29 in from the valve seat 21 opposite direction, so that the return spring 38 is relieved. If the temperature drops in the bypass valve 15 except for the opening temperature, the deflection B of the bimetallic element has 25 so it reduces to the shoulder 40 comes to the concern. If the temperature in the bypass valve drops 15 continue until below the opening temperature, then the valve body 22 by a further reduction of the deflection B of the bimetallic element 25 on the shoulder 40 lifted and lifted from the valve seat 21 off, leaving the bypass valve 15 with a large stroke actively opens. On the other hand, the temperature rises in the bypass valve 15 , the deflection B of the bimetallic element increases 25 by a movement of the bimetallic element 25 relative to the guide pin 29 in the direction of the valve seat 21 and the return spring 38 is more biased.
Der
Volumenstrom der Kurbelgehäuseentlüftung kann
mehrere parallel geschaltete Abscheider 9 erfordern. Erfindungsgemäss ist parallel
zu diesen Abscheidern 9 das Bypassventil 15 vorgesehen.
Da das Bypassventil 15 gemäss dem vierten Ausführungsbeispiel
auch als Abscheider wirkt, kann einer der parallel geschalteten
Abscheider 9 entfallen, so dass der entsprechende Bauraum
eingespart wird.The volume flow of the crankcase breather can be several parallel separators 9 require. According to the invention is parallel to these separators 9 the bypass valve 15 intended. Because the bypass valve 15 According to the fourth embodiment also acts as a separator, one of the parallel connected separator 9 omitted, so that the corresponding space is saved.