DE102008038020A1

DE102008038020A1 - Ventilhaube für einen Hubkolben-Verbrennungsmotor

Info

Publication number: DE102008038020A1
Application number: DE102008038020A
Authority: DE
Inventors: Tobias Gruhler; Gabriele Gorbach; Klaus Bendl
Original assignee: ElringKlinger AG
Current assignee: ElringKlinger AG
Priority date: 2008-08-11
Filing date: 2008-08-11
Publication date: 2010-02-18

Abstract

Ventilhaube mit inegrierter Ölabscheidevorrichtung zum Abscheiden von Öltröpfchen aus Blow-by-Gasen mit einer von den letzteren durchströmten Kammer, in welcher die Abscheidevorrichtung angeordnet ist; zur Verbesserung des Ölabscheideeffekts ragt in die Kammer eine von der Gasströmung quer angeströmte Prallwand zum Abscheiden von Öltröpfchen und/oder zum Ableiten abgeschiedenen Öls aus der Gasströmung hinein, weist die Kammer einen Boden auf, welcher mindestens im Bereich der Abscheide Vorrichtung bis auf eine Ölablauföffnung geschlossen ist und wiest die Ventilhaube unter dem Boden eine durch diesen abgedeckte Ölauffangwanne für abgeschiedenes Öl auf, welche über die Ölablauföffnung mit der Kammer kommuniziert.

Description

Die Erfindung betrifft eine Ventilhaube für einen Hubkolben-Verbrennungsmotor, nämlich eine Ventilhaube mit integrierter Ölabscheidevorrichtung zum Abscheiden von Öltröpfchen aus Blow-by-Gasen, wobei die Ventilhaube eine vom Blow-by-Gas durchströmte Kammer mit einem Gaseinlass und einem Gasauslass bildet, in welcher die Abscheidevorrichtung angeordnet ist.
Im Betrieb eines Hubkolben-Verbrennungsmotors lässt es sich nicht vermeiden, dass von den Zylindern Gase, welche einen Nebel von feinsten Motoröl-Tröpfchen mit sich führen, in den die Kurbelwelle aufnehmenden Raum gelangen und aus diesem abgeleitet werden müssen. Aus Gründen des Umweltschutzes werden diese sogenannten Blow-by-Gase über den Ansaugtrakt des Motors in dessen Verbrennungsräume zurückgeführt, nachdem der Ölnebel aus dem Gasstrom abgeschieden wurde. Diesem Zweck dienende Ölabscheidevorrichtungen sind bekannt.
So ergibt sich aus der WO 2007/137916-A ein Zylinderkopf eines Hubkolben-Verbrennungsmotors, in welchem eine hohle Nockenwelle drehbar gelagert ist. Die mit dem Ölnebel beladenen Blow-by-Gase werden zunächst in die hohle Nockenwelle eingeleitet, welche eine erste Stufe der Ölabscheidevorrichtung bildet; sodann gelangen die von einem Teil des Motoröls befreiten Blow-by-Gase in einen Ölnebel-Nachabscheider, welcher eine zweite Stufe der Ölabscheidevorrichtung bildet und an einer Seitenwand des Zylinderkopfs stationär angebracht ist. Dieser Ölnebel-Nachabscheider besitzt ein im Wesentlichen quaderförmiges, hochkant-stehendes Gehäuse, welches eine Kammer umschließt, die durch eine schräg (nahezu diagonal) verlaufende Trennwand in einen Einlasskammerbereich und einen Auslasskammerbereich unterteilt wird. Die zu reinigenden Blow-by-Gase (im Folgenden als Rohgas bezeichnet) werden oben in den Einlasskammerbereich eingeleitet, und zwar mit einer Strömungsrichtung ungefähr parallel zu der von der Trennwand definierten Ebene. Ungefähr die obere Hälfte der Trennwand ist mit Löchern für den Durchtritt des Rohgases versehen, und die durch diese Löcher erzeugten Rohgasstrahlen treffen dann auf eine Prallwand, welche parallel zur Trennwand verläuft, im Abstand von dieser angeordnet ist, von oben in den Auslasskammerbereich hineinragt sowie in einem erheblichen Abstand von einem vom Gehäuse gebildeten Kammerboden endet; die Anströmseite der Prallwand ist mit einem Vlies belegt. Auf der Abströmseite der Trennwand werden durch die mit dem Vlies versehene Prallwand Öltröpfchen aus dem Rohgas abgeschieden und tropfen auf den Gehäuseboden, welcher im Auslasskammerbereich mit einer Ölablauföffnung versehen ist. Das auf diese Weise mindestens zum Teil vom Ölnebel befreiten Rohgas (im Folgenden als Reingas bezeichnet) strömt oben aus dem Auslasskammerbereich ab, und zwar durch einen oben am Gehäuse angeordneten, stutzenartigen und in vertikaler Richtung orientierten Reingasauslass. Im Einlasskammerbereich ist der Gehäuseboden nicht mit einer Ölablauföffnung versehen, obwohl aus dem auf die Anströmseite der Trennwand auftreffenden Rohgas unvermeidlich gleichfalls Öltröpfchen abgeschieden werden, wenn auch in geringem Umfang. Das durch die Löcher der Trennwand in den Auslasskammerbereich eingeströmte Rohgas wird durch die Prallwand nach unten in Richtung auf den Gehäuseboden umgelenkt und strömt dann nach nochmaliger Umlenkung zum Reingasauslass.
Aus der JP-2000045750-A ergibt sich eine Ventilhaube, deren oberer Bereich zusammen mit einem in die Ventilhaube eingesetzten Zwischenboden eine Kammer einer Ölabscheidevorrichtung für Blow-by-Gase bildet. In den einen Endbereich dieser Kammer strömt das Rohgas in die Kammer ein, und zwar über einen erhöhten gelochten Bereich des Zwischenbodens, und trifft dann auf mehrere, an die von der Ventilhaube gebildete Kammerdecke angeformte und nach unten ragende sowie im Abstand voneinander angeordnete Rippen; aufgrund der durch diese Rippen erzeugten Turbulenzen sollen Öltröpfchen aus dem Rohgas abgeschieden werden. Das Gas strömt dann entlang der Kammer zu einem am anderen Kammerendbereich vorgesehenen Reingasauslass, und abgeschiedenes und auf den Zwischenboden abgetropftes Öl fließt durch eine neben dem erhöhten, gelochten Zwischenbodenbereich vorgesehene Ölablauföffnung im Zwischenboden nach unten aus der Kammer ab. An dieser bekannten Ventilhaube scheint nachteilig, dass sich die der Ölnebelabscheidung dienenden Rippen über den Gaseinströmlöchern des erhöhten Zwischenbodenbereichs befinden, sodass abgeschiedene Öltropfen auch auf diese Gaseinströmlöcher herabtropfen können und so den Abscheideeffekt dieser bekannten Ölbscheidevorrichtung verschlechtern, und dass die Blow-by-Gase auf ihrem Weg zum Reingasauslass über denjenigen Bereich des Zwischenbodens strömen, auf dem sich abgeschiedenes Öl sammelt, um dann durch die Ölablauföffnung nach unten abzufließen.
Der Erfindung lag die Aufgabe zu Grunde, eine Ventilhaube der eingangs erwähnten Art mit verbessertem Ölabscheideeffekt vorzuschlagen.
Ausgehend von der vorstehend beschriebenen Ventilhaube gemäß der JP-2000.045705-A wird zur Lösung der Aufgabe erfindungsgemäß vorgeschlagen, die Ventilhaube so zu gestalten, dass in die Kammer von einer Kammerwand aus mindestens eine von der Gasströmung quer angeströmte Prallwand zum Abscheiden von Öltröpfchen aus der Gasströmung hineinragt, dass die Kammer einen Boden aufweist, welcher mindestens im Bereich der Abscheidevorrichtung bis auf wenigstens eine Ölablauföffnung geschlossen ist und dass die Ventilhaube unter dem Boden mindestens eine durch den Boden abgedeckte Ölauffangwanne für das abgeschiedene Öl aufweist, welche über die Ölablauföffnung mit der Kammer kommuniziert.
Durch eine oder mehrere in die Kammer hineinragende und von der Gasströmung quer angeströmte Prallwände der erfindungsgemäßen Ventilhaube lässt sich eine effiziente Ölnebelabscheidung erzielen ohne die Gefahr, dass von einer Prallfläche abtropfende Öltröpfchen von der Gasströmung gleich wieder mitgerissen werden, und bei der erfindungsgemäßen Ventilhaube besteht auch nicht die Gefahr, dass abgeschiedenes und gesammeltes Öl teilweise von der Gasströmung mitgerissen wird, weil bei der erfindungsgemäßen Ventilhaube die mindestens eine Ölauffangwanne durch den Boden der die Ölabscheidevorrichtung aufnehmenden Kammer abgedeckt wird. Dabei ist es nicht unbedingt erforderlich, dass der Kammerboden die mindestens eine Ölauffangwanne – mit Ausnahme der Ölablauföffnung – gasdicht verschließt, da primär nur verhindert werden muss, dass eine nennenswerte Gasströmung über die in der Ölauffangwanne befindliche Menge abgeschiedenen Öls hinwegströmt.
Bei bevorzugten Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Ventilhaube sind der Gaseinlass und der Gasauslass so angeordnet, dass die die Ölabscheidevorrichtung aufnehmende Kammer von der Gasströmung mindestens im Bereich der Abscheidevorrichtung im Wesentlichen horizontal durchströmt wird; dies wirkt sich dann besonders vorteilhaft aus, wenn in der Kammer in dieser Durchströmrichtung hintereinander mehrere Prallwände angeordnet sind, die abwechselnd von oben und von unten (d. h. vom Kammerboden aus) in die Kammer hineinragen, weil dann von einer von oben in die Kammer hineinragenden Prallwand abtropfendes Öl, soweit es von der Gasströmung mitgerissen wird, auf die darauffolgende Prallwand auftrifft und von dieser nach unten auf den Kammerboden und durch die Ölablauföffnung hindurch in die Ölauffangwanne abfließt.
Damit die die Abscheidevorrichtung aufnehmende Kammer im Wesentlichen horizontal durchströmt wird, empfiehlt sich eine Gestaltung der erfindungsgemäßen Ventilhaube derart, dass der Kammerboden mindestens im Bereich der Abscheidevorrichtung ungefähr horizontal verläuft oder gegenüber der Horizontalen um einen spitzen Winkel geneigt ist, und zwar jeweils auf die Ölablauföffnung zu.
Bei einer mindestens im Bereich der Abscheidevorrichtung ungefähr horizontal durchströmten Kammer ist es ferner von Vorteil, wenn die mindestens eine Prallwand ungefähr vertikal verläuft oder gegenüber der Vertikalen um einen spitzen Winkel geneigt ist, da eine derart orientierte Prallwand zu einem besonders guten Abscheideeffekt führt.
Wie sich aus dem Vorstehenden ergibt, ist es empfehlenswert, bei mehreren Prallwänden jeder dieser Prallwände eine Ölablauföffnung des Kammerbodens zuzuordnen, damit abgeschiedenes Öl rasch in die Ölauffangwanne beziehungsweise die Ölauffangwannen gelangen kann.
Damit sich die erfindungsgemäße Ventilhaube besonders wirtschaftlich herstellen lässt, wird vorgeschlagen, diese so zu gestalten, dass sie ein im Wesentlichen haubenartiges Oberteil, ein im Wesentlichen plattenartiges Zwischenteil und ein im Wesentlichen schalenartiges Unterteil aufweist, wobei das Zwischenteil den Kammerboden und zusammen mit dem Oberteil die die Abscheidevorrichtung aufnehmende Kammer bildet, und wobei in das Unterteil die mindestens eine Ölauffangwanne eingeformt ist. Diese drei Bestandteile der Ventilhaube lassen sich kostengünstig als Spritzgussteile, insbesondere als Kunststoff-Spritzgussteile herstellen und dann miteinander verbinden.
Bestehen die erwähnten drei Teile der Ventilhaube aus einem gegebenenfalls faserverstärkten thermoplastischen Kunststoff, lassen sich die drei Teile auch besonders einfach und damit kostensparend miteinander verbinden, und zwar insbesondere durch Schweißen, wenn das Zwischenteil auf einem oberen peripheren Randbereich der mindestens einen Ölauffangwanne aufliegt (wie bereits erwähnt, muss das Zwischenteil den Randbereich der mindestens einen Ölauffangwanne nicht gasdicht verschließen), denn dann lässt sich das Zwischenteil durch Verbinden des Oberteils mit dem Unterteil in seiner Position festlegen. Diesbezüglich wird empfohlen, die Ventilhaube so zu gestalten, dass das Oberteil auf einem peripheren Randbereich des Zwischenteils aufliegt und diesen Randbereich übergreifend auch auf dem Unterteil aufliegt sowie in diesen Auflagebereichen mit dem Zwischenteil und dem Unterteil verschweiß ist.
Weitere Merkmale, Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der beigefügten zeichnerischen Darstellung sowie der nachfolgenden Be schreibung einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Ventilhaube und eines Verfahrens sowie eines Schweißwerkzeuges zu Ihrer Herstellung; in der Zeichnung zeigen:
1 eine isometrische Darstellung dreier Hauptteile einer als Ventilhaube gestalteten erfindungsgemäßen Baugruppe, nämlich eines schalenartigen Unterteils, eines plattenartigen Zwischenteils und eines haubenartigen Oberteils, vor dem Zusammenfügen dieser drei Teile;
2 eine Frontansicht des Zwischenteils;
3 einen vertikalen Längsschnitt durch den gemäß 1 rechten Bereich der Ventilhaube gemäß der Linie 3-3 in 1;
4A und 4B den in 3 mit C bezeichneten Ausschnitt in größerem Maßstab, und zwar vor dem Zusammenfügen des Oberteils, des Zwischenteils und des Unterteils (4A) und nach dem Zusammenfügen der drei Teile (4B);
5 einen vertikalen Schnitt durch periphere Randbereiche der zusammengefügten drei Teile zur Darstellung der Clips-Verbindung zwischen dem Unterteil und dem Zwischenteil;
6 eine perspektivische Darstellung eines Werkzeugs zum Heißgas-Schweißen zwecks Verbindung des Oberteils mit dem Unterteil und dem Zwischenteil, und
7 eine Seitenansicht dieses Werkzeugs gemäß 6 von links gesehen.
Die 1 zeigt ein haubenartiges Oberteil 10, ein plattenartiges Zwischenteil 12 und ein schalenartiges Unterteil 14 einer Ventilhaube für einen Hubkolben-Verbrennungsmotor. Bei allen drei Teilen handelt es sich um Kunststoffteile aus einem Polyamid, wobei es sich bei dem Oberteil 10 und dem Unterteil 14 erfindungsgemäß um im MuCell-Verfahren hergestellte Spritzguss-Schaumkunststoffteile handeln soll, beim Zwischenteil 12 jedoch um ein ungeschäumtes Kunststoffteil. Ferner sind erfindungsgemäß insbesondere das Oberteil 10 und das Unterteil 14 faserverstärkte Kunststoffteile, wobei die Verstärkungsfasern, insbesondere Glasfasern, im Mittel einige Zehntel Millimeter lang sein sollen.
In die erfindungsgemäße Ventilhaube ist, wie später noch etwas näher erläutert werden soll, eine Vorrichtung zum Abscheiden von Motoröltröpfchen aus einem Gasstrom integriert, welcher aus dem Kurbelgehäuse des Motors in dessen Ansaugtrakt zurückgeführt wird; deshalb weist die Ventilhaube einen Ölabscheidebereich 16 auf; ferner bildet die Ventilhaube erfindungsgemäß einen Unterdruckspeicherbereich 18, wobei der Vollständigkeit halber erwähnt sei, dass an der Bildung des Ölabscheidebereichs 16 sowohl das Oberteil 10, als auch das Zwischenteil 12 und das Unterteil 14 beteiligt sind (zusammen mit weiteren, im Folgenden noch zu erwähnenden Bauteilen), während der Unterdruckspeicherbereich 18 nur vom Oberteil 10 und dem Unterteil 14 gebildet wird.
Das Unterteil 14 ist mit Schraubenlöchern 20 versehen, um die Ventilhaube am Zylinderkopf des Motors montieren zu können (unter Zwischenschaltung einer Dichtung).
In die Oberseite des Unterteils 14 ist eine rahmenförmige, ebene und horizontal verlaufende Auflage 22 für das Zwischenteil 12 eingeformt, deren Verlauf (in einer Draufsicht auf das Unterteil 14) an die Kontur der Peripherie des Zwischenteils 12 angepasst ist und die der Abstützung des auf das Unterteil 14 aufgelegten Zwischenteils 12 dient.
In gleicher Weise ist in die Oberseite des Unterteils 14 eine rahmenförmige und horizontal verlaufende Auflage 24 für das Oberteil 10 eingeformt. Bezüglich der Gestaltung der beiden Auflagen 22 und 24 wird auf die im Folgenden noch zu beschreibenden 4A und 4B verwiesen.
Die 3 lässt die erfindungsgemäße Gestaltung des Ölabscheidebereichs 16 noch deutlicher erkennen, wobei die 3 auch erfindungsgemäße Bauteile der Ventilhaube zeigt, welche in 1 nicht dargestellt sind. Die 3 zeigt den Ölabscheidebereich 16 der Ventilhaube in einem vertikalen Schnitt.
Im Ölabscheidebereich 16 sind in das insgesamt schalenartige Unterteil 14 zwei Ölauffangwannen 30 und 32 eingeformt, in welche aus dem vorstehend beschriebenen Gasstrom abgeschiedenes Motoröl abfließt, und zwar durch Ölablauföffnungen 34 und 36 des Zwischenteils 12 (siehe auch 1). Um das abgeschiedene Motoröl in den Motoröl-Kreislauf des Motors zurückführen zu können, weisen die Ölauffangwannen 30 und 32 in ihren Böden Ablauföffnungen 38 und 40 auf.
Ehe auf die der Abscheidung von Öltröpfchen aus dem genannten Gasstrom dienenden Bauteile der erfindungsgemäßen Ventilhaube eingegangen wird, soll zunächst anhand der 3, 4A und 4B beschrieben werden, wie das Oberteil 10, das Zwischenteil 12 und das Unterteil 14 zusammengefügt und miteinander verschweißt sind.
Der in 3 mit C bezeichnete und in den 4A und 4B in größerem Maßstab dargestellte Ausschnitt lässt die Auflage 22 des Unterteils 14 für einen Umfangsrandbereich 42 des Zwischenteils 12 erkennen; auf diese Auflage 22 wird das Zwischenteil 12 lagerichtig aufgelegt und durch später noch zu beschreibende Mittel am Unterteil 14 mechanisch fixiert. Außerhalb (in Richtung auf die Peripherie der Ventilhaube) des Umfangsrandbereichs 42 des Zwischenteils 12 weisen das Unterteil 14 und das Oberteil 10 vor dem Verschweißen der beiden Teile miteinander in Umfangsrichtung der Ventilhaube verlaufende und aufeinanderzu ausgerichtete Rippen 44 und 46 auf, an denen die beiden Außenteile miteinander verschweißt werden. Ferner weist der Umfangsrandbereich 42 des Zwischenteils 12 an seiner Oberseite gleichfalls eine sich entlang der Peripherie des Zwischenteils 12 erstreckende Rippe 48 auf, in deren Bereich das Oberteil 10 und das Zwischenteil 12 miteinander verschweißt werden; am Oberteil 10 kann aber auch noch eine der Rippe 48 entsprechende und auf diese zu ausgerichtete, in den Zeichnungen nicht dargestellte Rippe vorgesehen sein, so dass das Außenteil 10 und das Zwischenteil 12 an diesen beiden Rippen miteinander verschweißt werden können.
In den 4A und 4B sind die vier Fügeflächen, in denen das Oberteil 10 mit dem Unterteil 14 und das Zwischenteil 12 mit dem Oberteil 10 verschweißt werden bzw. sind, mit 50, 52, 54 und 56 bezeichnet. Eine erste Fügefläche 50 wird von der Oberseite der Rippe 48 gebildet, sie liegt einer zweiten Fügefläche 52 an der Unterseite des Oberteils 10 gegenüber. Eine dritte Fügefläche wird von der Oberseite der Rippe 44 gebildet; sie liegt einer vierten Fügefläche 56 gegenüber, welche von der Unterseite der Rippe 46 gebildet wird. In den gegebenenfalls dann nicht mehr vorhandenen Grenz- oder Fügeflächen 50 und 52 liegt dann nach dem Verschweißen des Oberteils 10 mit dem Zwischenteil 12 eine erste Schweißnaht, und in den Fügeflächen 54 und 56 liegt nach dem Verschweißen des Oberteils 10 mit dem Unterteil 14 eine zweite Schweißnaht.
Vor dem Verschweißen der drei Teile 10, 12 und 14 miteinander weisen die Rippen 44, 46 und 48 sowie die gegebenenfalls am Oberteil 10 vorhandene, der Rippe 48 gegenüberliegende und vorstehend beschriebene Rippe in gemäß 4A vertikaler Richtung erfindungsgemäß ein gewisses Übermaß auf (gegenüber dem in 4B gezeigten Zustand nach dem Verschweißen der drei Teile miteinander), damit beim Heißgas-Schweißen nach dem Aufschmelzen des Kunststoffs in den Bereichen der vier Fügeflächen die drei Teile 10, 12 und 14 so gegeneinander gepresst werden können, dass sie in den in 4B dargestellten Positionen relativ zueinander verbunden sind.
Der wesentliche Vorteil der in den 4A und 4B dargestellten Anordnung der vier Fügeflächen ist darin zu sehen, dass nach dem Auflegen und Vorfixieren des Zwischenteils 12 auf das und an dem Unterteil 14 der Kunststoff der drei Teile in den Bereichen der vier Fügeflächen gleichzeitig und in einem Schritt aufgeschmolzen werden kann, worauf dann das Oberteil 10 gegen das Zwischenteil 12 und das Unterteil 14 gepresst und so in einem einzigen Schritt sowohl mit dem Zwischenteil 12 als auch mit dem Unterteil 14 über Schweißverbindungen verbunden wird.
Der vorstehend beschriebene Gasstrom, in dem feine und feinste Öltröpfchen dispergiert sind und aus dem dieser Ölnebel in der erfindungsgemäßen Ventilhaube abgeschieden werden soll, tritt durch eine in den 1 und 2 dargestellte Einströmöffnung 60 im Boden des Unterteils 14 von unten in die Ventilhaube ein und strömt dann über eine Durchlassöffnung 62 (siehe gleichfalls die 1) von unten in den Ölabscheidebereich 16 des Oberteils 10, was in 3 mit dem Pfeil F angedeutet wurde. Damit der zu behandelnde Gasstrom nicht mit schon abgeschiedenem und in der Ölauffangwanne 30 befindlichem Öl in Berührung kommt, ist das Unterteil 14 mit einer Trennwand 63 versehen. Im weiteren Verlauf durchströmt der Gasstrom Düsenöffnungen 64 einer Wand 66, welche den vom Ölabscheidebereich 16 des Oberteils 10 und dem Zwischenteil 12 gebildeten Hohlraum der Ventilhaube in zwei Kammern A und B (siehe 3) unterteilt. Die von den Düsenöffnungen 64 erzeugten Gasstrahlen treffen dann auf eine als Ganzes mit 68 bezeichnete Prallwand, welche sich vom Oberteil 10 nach unten in die Kammer A hineinerstreckt und an der die Gasströmung nach unten umgelenkt wird, so dass sie einen Spalt zwischen der Prallwand 68 und dem Zwischenteil 12 durchströmt, so wie dies in 3 mit dem Pfeil F' angedeutet wurde. Anschließend trifft die Gasströmung auf eine Prallplatte 70, welche sich vom Zwischenteil 12 nach oben in die Kammer A hineinerstreckt und durch welche die Gasströmung nach oben umgelenkt wird, so dass sie über die Prallplatte 70 hinwegströmt, so wie dies in 3 durch den Pfeil F'' angedeutet wurde. Der Gasstrom verlässt dann die Kammer A durch eine in den Zeichnungen nicht dargestellte Öffnung im Ölabscheidebereich 16 des Oberteils 10.
An der Anströmseite der Wand 66 in der Kammer B abgeschiedene Öltröpfchen fließen an der Anströmseite der Wand 66 nach unten, und dieses abgeschiedene Öl fließt über die Ablauföffnung 34 in die Ölauffangwanne 30. An der Anströmseite der Prallwand 68 sowie gegebenenfalls an der Anströmseite der Prallplatte 70 in der Kammer A abgeschiedene Öltröpfchen tropfen bzw. fließen gleichfalls nach unten und gelangen dabei auf das Zwischenteil 12; dort anfallendes Öl fließt dann über die Ablauföffnung 36 in die Ölauffangwanne 32 ab. Die Prallplatte 70 dient aber hauptsächlich dem Zweck, durch die Prallwand 68 abgeschiedenes und auf den vom Zwischenteil 12 gebildeten Boden der Kammer gelangtes Öl daran zu hindern, vom Gasstrom mitgerissen zu werden, sondern es über die Ablauföffnung 36 ablaufen zu lassen.
Anhand der 2 und 5 soll nun erläutert werden, wie das Zwischenteil 12 am Unterteil 14 vorfixiert wird, damit es beim Verschweißen des Oberteils 10 mit dem Zwischenteil 12 und dem Unterteil 14 lagerichtig auf dem Unterteil 14 positioniert ist. In diesem Zusammenhang sei erwähnt, dass die 5 eine etwas anders gestaltete Peripherie des Zwischenteils 12 zeigt als die 3, 4A und 4B.
Nahe dem Umfangsrandbereich 42 des Zwischenteils 12 sind an dessen Unterseite zungenartige erste Rastelemente 74 angeformt, und zwar weist das Zwischenteil 12 längs seiner Peripherie mehrere solche im Abstand voneinander angeordnete Rastelemente 74 auf, deren untere freie Enden sich aus der in 5 gezeigten Position elastisch nach links (gemäß 5) aus lenken lassen. An die Innenseite der Wand des Unterteils 14 sind wie Rastnasen gestaltete zweite Rastelemente 76 angeformt, und zwar in Positionen, welche den Positionen der Rastelemente 74 entsprechen, wenn das Zwischenteil 12 auf das Unterteil 14 aufgelegt ist. Da die Rastelemente 74 und 76 mit schrägen Aufgleitflächen versehen sind, rasten die Rastelemente 74 unter den Rastelementen 76 ein, wenn man das Zwischenteil 12 von oben auf das Unterteil 14 auflegt und nach unten drückt, so dass sich die vorstehend beschriebene Rast- oder Clips-Verbindung zwischen dem Zwischenteil 12 und dem Unterteil 14 ergibt.
Anhand der 6 und 7 wird im Folgenden noch der grundsätzliche erfindungsgemäße Aufbau eines Werkzeugs zum Heißgas-Schweißen erläutert, mit dem sich in den miteinander zu verschweißenden Bereichen (Fügeflächen) des Oberteils 10, des Zwischenteils 12 und des Unterteils 14 der erfindungsgemäßen Ventilhaube der Kunststoff in einem Schritt und überall gleichzeitig aufschmelzen lässt, worauf das Oberteil 10 sofort gegen das Zwischenteil 12 und das Unterteil 14 angepresst und so mit diesen beiden Teilen verschweißt wird.
Das in den 6 und 7 dargestellte und als Ganzes mit 100 bezeichnete Werkzeug hat mehrere Druckgas-Anschlüsse 102 für die Zuführung eines gegenüber der Kunststoffschmelze inerten und unter Druck stehenden Gases, bei dem es sich insbesondere um Stickstoff handelt. Das Druckgas strömt in nicht dargestellter Weise in einen Wärmetauscher 104, der mindestens ein nicht dargestelltes elektrisches Heizelement enthält, mit dem das Druckgas beim Durchströmen des Wärmetauschers 104 erhitzt wird. An der Oberseite und der Unterseite des Wärmetauschers 104 befindet sich jeweils eine Düsen platte 106 bzw. 108; die Düsenplatte 106 ist mit einer ersten Gruppe 110 von feinen, hohlnadelartigen Heißgasdüsen 112 versehen, die sich von der Düsenplatte 106 vertikal nach oben erstrecken und an ihren oberen Enden feine Austrittsöffnungen für das Heißgas aufweisen. In gleicher Weise ist die Düsenplatte 108 mit einer zweiten Gruppe 114 von feinen, hohlnadelartigen Heißgasdüsen 116 versehen, die sich von der Düsenplatte 108 vertikal nach unten erstrecken und an ihren unteren Enden feine Austrittsöffnungen für das Heißgas aufweisen. Die Heißgasdüsen werden aus dem Wärmetauscher 104 mit Heißgas gespeist.
Was der Einfachheit halber in den 6 und 7 nicht oder nur teilweise dargestellt wurde, sind die folgenden Merkmale des erfindungsgemäßen Werkzeugs:
Nachdem die ersten und zweiten Fügeflächen 50, 52 in einer anderen horizontalen Ebene liegen als die dritten und vierten Fügeflächen 54, 56, weist sowohl die ersten Düsengruppe 110, als auch die zweite Düsengruppe 114 jeweils zwei Untergruppen von Heißgasdüsen 112 bzw. 116 auf, wobei die Heißgasdüsen der einen Untergruppe länger als diejenigen der anderen Untergruppe sind bzw. die Düsenöffnungen der einen Untergruppe in einer anderen, gemäß 7 horizontalen Ebene liegen als die Düsenöffnungen der anderen Untergruppe. Ferner sind erfindungsgemäß die Düsenöffnungen der einen Untergruppe der Gruppe 110 längs einer ersten Kurvenbahn angeordnet, die Düsenöffnungen der anderen Untergruppe der Gruppe 110 längs einer zweiten Kurvenbahn, die Düsenöffnungen der einen Untergruppe der Gruppe 114 längs einer dritten Kurvenbahn und die Düsenöffnungen der anderen Untergruppe der Gruppe 114 längs einer vierten Kurvenbahn, wobei der Verlauf der ersten Kurvenbahn dem Verlauf der zweiten Fügefläche 52, der Verlauf der zweiten Kurvenbahn dem Verlauf der vierten Fügefläche 56, der Verlauf der dritten Kurvenbahn dem Verlauf der ersten Fügefläche 50 und der Verlauf der vierten Kurvenbahn dem Verlauf der dritten Fügefläche 54 entspricht. Ferner liegen die Düsenöffnungen der Heißgasdüsen der vier Untergruppen in solchen Ebenen, dass sich das Werkzeug 100 bei vom Unterteil 14 und dem Zwischenteil 12 abgehobenem Oberteil 10 zwischen letzteres und das Unterteil 14 samt Zwischenteil 12 so einschieben und positionieren lässt, dass die Düsenöffnungen der verschiedenen Heißgasdüsen-Untergruppen von den den Untergruppen zugeordneten Fügeflächen alle denselben geringen Abstand aufweisen, welcher vorzugsweise in der Größenordung von 2 mm liegt. In diesem Zusammenhang wirkt es sich positiv aus, dass erfindungsgemäß nach dem MuCell-Verfahren hergestellte Ober- und Unterteile 10 bzw. 14 zumindest keine nennenswerten Verzüge aufweisen, so dass die zweite, dritte und vierte Fügefläche 52 bzw. 54 bzw. 56 eben sind und in gemäß der 4B horizontalen Ebenen verlaufen.
Erfindungsgemäß haben die Düsenöffnungen der Heißgasdüsen 112, 116 Durchmesser in der Größenordnung von 1 mm, und für miteinander zu verschweißende Teile wird vorzugsweise ein Polyamid verwendet, dessen Schmelztemperatur bei ca. 270°C liegt; dann wird das zum Heißgas-Schweißen verwendete Werkzeug so betrieben, dass die Temperatur des die Heißgasdüsen verlassenden Gases in einem Bereich von ca. 350°C bis ca. 400°C liegt.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- WO 2007/137916 A [0003]
- JP 2000045750 A [0004]
- JP 2000045705 A [0006]

Claims

Ventilhaube mit integrierter Ölabscheidevorrichtung zum Abscheiden von Öltröpfchen aus Blow-by-Gasen, wobei die Ventilhaube eine vom Blow-by-Gas durchströmte Kammer mit einem Gaseinlass und einem Gasauslass bildet, in welcher die Abscheidevorrichtung angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass in die Kammer mindestens eine von der Gasströmung quer angeströmte Prallwand zum Abscheiden von Öltröpfchen aus der Gasströmung und/oder zum Ableiten von abgeschiedenem Öl aus der Gasströmung hineinragt, dass die Kammer einen Boden aufweist, welcher mindestens im Bereich der Abscheidevorrichtung bis auf wenigstens eine Ölablauföffnung geschlossen ist und dass die Ventilhaube unter dem Boden mindestens eine durch den Boden abgedeckte, mit einem Wannenboden versehene Ölauffangwanne für das abgeschiedene Öl aufweist, welche über die Ölablauföffnung mit der Kammer kommuniziert.
Ventilhaube nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Gaseinlass und der Gasauslass so angeordnet sind, dass die Kammer von der Gasströmung mindestens im Bereich der Abscheidevorrichtung im Wesentlichen horizontal durchströmbar ist.
Ventilhaube nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Kammerboden mindestens im Bereich der Abscheidevorrichtung ungefähr horizontal verläuft oder gegenüber der Horizontalen um einen spitzen Winkel geneigt ist.
Ventilhaube nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Prallwand ungefähr vertikal verläuft oder gegenüber der Vertikalen um einen spitzen Winkel geneigt ist.
Ventilhaube nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass in der Kammer mindestens zwei, in Richtung der Gasströmung im Abstand voneinander angeordnete und von der Gasströmung quer angeströmte Prallwände angeordnet sind.
Ventilhaube nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass jeder der Prallwände eine Ölablauföffnung des Kammerbodens zugeordnet ist.
Ventilhaube nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass sich eine der Prallwände von oben in die Kammer hinein erstreckt und im Abstand vom Kammerboden endet, und dass sich eine andere Prallwand vom Kammerboden nach oben erstreckt und im Abstand von einer oberen Kammerwand endet.
Ventilhaube nach einem der Ansprüche 1 bis 7, gekennzeichnet durch ein im Wesentlichen haubenartiges Oberteil, ein im Wesentlichen plattenartiges Zwischenteil und ein im Wesentlichen schalenartiges Unterteil, wobei das Zwischenteil den Kammerboden und zusammen mit dem Oberteil die Kammer bildet, und wobei in das Unterteil die mindestens eine Ölauffangwanne eingeformt ist.
Ventilhaube nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Zwischenteil auf einem oberen peripheren Randbereich der mindestens einen Ölauffangwanne aufliegt.
Ventilhaube nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Oberteil, das Zwischenteil und das Unterteil als thermoplastische Kunststoffteile gebildet sind.
Ventilhaube nach den Ansprüchen 9 und 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Oberteil auf einem peripheren Randbereich des Zwischenteils aufliegt und diesen Randbereich übergreifend auch auf dem Unterteil aufliegt sowie in diesen Auflagebereichen mit dem Zwischenteil und dem Unterteil verschweißt ist.