DE19701977A1

DE19701977A1 - Brennkraftmaschine mit einem Ventilkammerdeckel

Info

Publication number: DE19701977A1
Application number: DE1997101977
Authority: DE
Inventors: Klaus Baumgaertner; Uwe Brueckner; Heinz Jawurek; Ingolf Lorenz; Heinz Mueller; Siegfried Mueller; Berthold Wenz
Original assignee: Filterwerk Mann and Hummel GmbH; IAV Motor GmbH
Current assignee: Mann and Hummel GmbH; IAV GmbH Ingenieurgesellschaft Auto und Verkehr
Priority date: 1997-01-22
Filing date: 1997-01-22
Publication date: 1998-07-23
Anticipated expiration: 2017-01-23
Also published as: DE19701977B4; WO1998032955A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine mit einem Ventilkammerdeckel nach den Merkmalen des Hauptanspruchs.

Der Ventilkammerdeckel schließt den oberen Teil einer Brennkraftmaschine ab und weist üblicherweise einen Öleinfüllstutzen sowie eine Öffnung zum Austritt der Durchblasgase auf. Insbesondere bei einem Dieselmotor ist es erforderlich, die Austrittsöffnung für die Durchblasgase zuverlässig gegen Sprühöl oder Ölnebel abzudichten. Hierfür sind sogenannte Prallbleche bekannt, die in dem Ventilkammerdeckel angeordnet sind und eine Beruhigungszone für die Durchblasgase bilden. Diese sind jedoch aufgrund der Ventilkammerdeckelstruktur aufwendig bezüglich der Herstellung. Außerdem sind sie hinsichtlich ihrer Wirksamkeit beschränkt, und zwar insbesondere dann, wenn an bestimmten Stellen in der Ventilkammer örtliche Sprühschutzvorrichtungen erforderlich sind.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Brennkraftmaschine mit einem Ventilkammerdeckel zu schaffen, wobei die Ölnebelabscheidung sowie der Sprühschutz verbessert wird.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Hauptanspruchs gelöst.

Der wesentliche Vorteil der Erfindung besteht darin, daß im Ventilkammerdeckel ein komplexes Teil aus thermoplastischem Kunststoff angeordnet ist, welches optimal die Voraussetzungen für einen Spritzschutz sowie Ölnebelabscheider erfüllt. Außerdem ist im Ventilkammerdeckel ein Druckregelventil für die Durchblasgase integriert. Dieses sorgt dafür, daß ein bestimmter geringfügiger Unterdruck im Kurbelgehäuse herrscht.

Gemäß einer Ausgestaltung des thermoplastischen Kunststoffelements weist dieses wenigstens zwei parallel verlaufende und sich in zwei Ebenen erstreckende Flächenteile auf. Damit kann eine oder mehrere Kammern gebildet werden, die zur Führung der Durchblasgase geeignet sind.

Das Druckregelventil kann im Inneren des Ventilkammerdeckels oder in dessen Außenkontur integriert werden, bei letzterem ist das Druckregelventil von außen zugänglich bzw. kann von außen in einfacher Weise montiert werden.

Eine Verbesserung des Abscheidegrades bei den Durchblasgasen läßt sich gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung dadurch erzielen, daß dem Druckregelventil ein Fliehkraftabscheider vorgeschaltet ist. Dieser ist an der Außenkontur des Druckregelventils platzsparend angeordnet.

Eine weitere Verbesserung des Abscheideverhaltens wird durch ein dem Druckregelventil bzw. dem Fliehkraftabscheider vorgeschaltetes Vlies oder Filterelement erzielt. Außerdem können Umlenkflächen bzw. Prallwände in den Leitkammern für die Durchblasgase vorgesehen sein. Zum Abfließen des abgeschiedenen Öls ist es zweckmäßig, Ablaufrohre vorzusehen, welche an ihrem geodätisch unteren Ende mit jeweils einem Rückschlagventil versehen sind, um ein Rückströmen des Öls wirksam zu verhindern sowie das Einströmen von Ölnebel zu unterbinden.

In einer alternativen Ausgestaltung der Brennkraftmaschine mit einem Ventilkammerdeckel ist ein Druckregelelement (Druckregelventil) oder ein weiteres aus thermoplastischem Kunststoff bestehendes Element, welches üblicherweise an dem Ventilkammerdeckel angeordnet wird, in die Außenfläche des Ventilkammerdeckels integriert. Dies hat den Vorteil einer erheblichen Platzersparnis, außerdem stört die Struktur des Elements nicht die äußere Gestaltung der Brennkraftmaschine.

Die Verbindung zwischen Ventilkammerdeckel und zu integrierendem Element besteht beispielsweise aus einer Rast- oder Schnappverbindung. Dabei ist gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, die einzelnen Bauteile des jeweiligen Elements so aufeinander abzustimmen, daß diese bei der Verbindung des Elements mit dem Ventilkammerdeckel fixiert werden.

Diese und weitere Merkmale von bevorzugten Weiterbildungen der Erfindung gehen außer aus den Ansprüchen auch aus der Beschreibung und den Zeichnungen hervor, wobei die einzelnen Merkmale jeweils für sich allein oder zu mehreren in Form von Unterkombinationen bei der Ausführungsform der Erfindung und auf anderen Gebieten verwirklicht sein und vorteilhafte sowie für sich schutzfähige Ausführungen darstellen können, für die hier Schutz beansprucht wird.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 die Schnittdarstellung eines Ventilkammerdeckels,

Fig. 2 eine weitere Schnittdarstellung eines Ventilkammerdeckels,

Fig. 3 ein Kunststoffelement in Seitenansicht,

Fig. 4 eine Draufsicht auf ein Druckregelventil,

Fig. 5 ein integriertes Druckregelventil.

Die Fig. 1 zeigt in einer Schnittdarstellung den Ventilkammerdeckel 10 einer hier nicht näher dargestellten Brennkraftmaschine, insbesondere eines Dieselmotors. Der Ventilkammerdeckel ist beispielsweise aus einem Aluminium-Druckgußwerkstoff hergestellt. Selbstverständlich besteht auch die Möglichkeit, diese aus einem thermoplastischen Kunststoff herzustellen. In diesem Deckel befindet sich ein thermoplastisches Kunststoffelement 11. Dieses ist in den Deckel eingerastet oder eingeschnappt und weist ein erstes Flächenteil 12 auf welches unmittelbar den Ventilstößeln bzw. dem Ventiltrieb benachbart ist sowie ein zweites Flächenteil 13, welches eine im oberen Teil des Ventilkammerdeckels 10 sich erstreckende Kammer 14 bildet. Das Element 11 weist ferner Versteifungsrippen 15, 16, 17 sowie eine Prallplatte 18 mit einem Durchgang 19 für die Kurbelgehäusegase auf.

Fig. 2 zeigt das Element 11 in einer anderen Schnittebene. Zur Befestigung eines Druckregelventils ist ein Ansatz 20 vorgesehen, welcher mit Rastverbindungselementen 21, 22 ausgestaltet ist (alternativ mit Schraubverbindung).

Fig. 3 zeigt das aus thermoplastischem Kunststoff bestehende Element 11 in einer Seitenansicht mit aufgestecktem Druckregelventil 23 für die Durchblasgase. Ein Druckregelventil für Durchblasgase ist beispielsweise in dem DE-Patent 40 22 129 beschrieben und näher erläutert. Das Druckregelventil 23 weist ein Gehäuse 24 auf. In diesem befindet sich eine Membran 25, eine Druckfeder 26. Das Gehäuse ist mit einem Deckel 27 verschlossen. Die Durchblasgase strömen gemäß dem Pfeil 28 in eine äußere Kammer 29, von dort über einen hier nicht dargestellten tangentialen Eintritt in die Kammer 56 und gelangen bei geöffnetem Ventil wie hier dargestellt gemäß dem Pfeil 30 zur Austrittsöffnung 31 und von dort in den Ansaugtrakt der Brennkraftmaschine. Sobald der Unterdruck im Ansaugtrakt der Brennkraftmaschine ansteigt, schließt das Ventil bestehend aus Membran 25 und Druckfeder 26 die Öffnung 32 und verhindert damit ein Absinken des Druckes im Kurbelgehäuse unter einen bestimmten Grenzwert.

Die Durchblasgase gelangen gemäß dem Pfeil 33 sowie dem Pfeil 34 zunächst in den Zwischenraum zwischen den beiden Flächenteilen 12 und 13 des Elements 11, strömen von dort aus gemäß Pfeil 35 nach oben durch ein Vlies bzw. Ölabscheiderelement 36 hindurch zu dem Druckregelventil 23. Im Bereich des Vlieses 36 sowie unterhalb des Druckregelventils 23 sind Ablaufrohre 37, 38 vorgesehen. In diesen sammelt sich das abgeschiedene Öl. Ab einem bestimmten Füllstand öffnet sich ein am unteren Ende der Ablaufrohre angeordnetes Tellerventil 39, 40, so daß das im Ablaufrohr gesammelte Öl in die Kurbelwanne zurückfließen kann.

Das Element 11 ist an bestimmten Positionen mit Prallplatten 41, 42 versehen. Diese haben die Aufgabe, ein besonders starkes Sprühen an bestimmten Stellen des Ventiltriebs zu unterbinden.

Fig. 4 zeigt eine Draufsicht auf eine modifizierte Variante eines Druckregelventils 23. Bei diesem ist in der äußeren Kammer des Druckregelventils ein Fliehkraftabscheider vorgesehen. Das Durchblasgas strömt über die Öffnung 43 in den Fliehkraftabscheider, gelangt zu einer Engstelle 44, erfährt dort eine Geschwindigkeitserhöhung und gelangt anschließend über die Öffnung 45 in die innere Kammer 56 des Druckregelventils. Von dort verläßt es über die Öffnung 32 und den Anschlußstutzen 46 das Ventil. Das an der Außenwand 47 anhaftende Öl fließt über eine hier nicht dargestellte Ablaufbohrung in das Kurbelgehäuse zurück.

Fig. 5 zeigt die Integration eines Druckregelventils in die Außenkontur eines Ventilkammerdeckels. Im Ventilkammerdeckel ist lediglich eine einfache Prallplatte 57 angeordnet. Das Druckregelventil 23 besteht wiederum aus einem Gehäuse 24, einer Membran 25 sowie einer Druckfeder 26 und wird durch einen Deckel 48 verschlossen. Der Deckel 48 ist mit dem Gehäuse 24 über eine Rastverbindung 58 fixiert, die einzelnen Teile werden durch diese Rastverbindung positioniert. Das Druckregelventil ist ein Kompletteil und kann als Bauelement bereits vor Einbau in den Ventilkammerdeckel geprüft werden.

Es ist ersichtlich, daß diese Art der Anordnung eines Druckregelventils einen einfachen Einbau und auch einen einfachen Austausch ermöglicht. Außerdem ist das Ventil an die Außenstruktur des Ventilkammerdeckels anpaßbar und erfüllt damit die Forderung nach einer optimalen Formgebung bzw. an bestimmte Oberflächenstrukturen.

Bezugszeichenliste

10

Ventilkammerdeckel

11

Element

12

Flächenteil

13

Flächenteil

14

Kammer

15

Versteilungsrippe

16

Versteifungsrippe

17

Versteifungsrippe

18

Prallplatte

19

Durchgang

20

Ansatz

21

Rastverbindungselement

22

Rastverbindungselement

23

Druckregelventil

24

Gehäuse

25

Membran

26

Druckfeder

27

Deckel

28

Kammer

29

Kammer

30

Pfeil

31

Öffnung

32

Öffnung

33

Pfeil

34

Pfeil

35

Pfeil

36

Vlies

37

Ablaufrohr

38

Ablaufrohr

39

Tellerventil

40

Tellerventil

41

Prallplatte

42

Prallplatte

43

Öffnung

44

Engstelle

45

Öffnung

46

Anschlußstutzen

47

Außenwand

48

Ventildeckel

49

Rastverbindung

50

Ventilkammerdeckel

51

Rastverbindung

52

Dichtung

53

Stützkörper

54

Dichtung

55

Gehäusedeckel

56

Fliehkraftabscheider

57

Prallplatte

Claims

1. Brennkraftmaschine mit einem Ventilkammerdeckel, wobei in einem Ventilkammerdeckel (10) ein Druckregelventil (23) für Durchblasgase sowie ein aus thermoplastischem Kunststoff bestehendes Element (11) als Spritzschutz vorgesehen ist.

2. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das thermoplastische Element (11) wenigstens zwei parallel verlaufende und in zwei Ebenen sich erstreckende Flächenteile (12, 13) aufweist.

3. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckregelventil (23) in die Außenkontur des Ventilkammerdeckels (10) integriert ist.

4. Brennkraftmaschine nach einem der folgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß dem Druckregelventil (23) ein Fliehkraftabscheider (56) vorgeschaltet ist.

5. Brennkraftmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Fliehkraftabscheider (56) sich um das Druckregelventil (23) erstreckt.

6. Brennkraftmaschine nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß dem Druckregelventil (23) ein Vlies (36) oder Filterelement zur Ölnebelabscheidung vorgeschaltet ist.

7. Brennkraftmaschine nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß dem Druckregelventil (23) Umlenkflächen bzw. Prallwände (18) vorgeschaltet sind.

8. Brennkraftmaschine nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der Ölabscheiderelemente Ablaufrohre (37, 38) vorgesehen sind, welche an ihrem geodätisch unteren Ende mit jeweils einem Rückschlagventil (39, 40) versehen sind.

9. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der Ölabscheiderelemente Ablaufrohre (37, 38) mit jeweils einem syphonartigen Auslauf vorgesehen sind.

10. Brennkraftmaschine mit einem Ventilkammerdeckel (10), wobei ein Druckregelelement (13) für Durchblasgase und/oder ein weiteres, aus thermoplastischem Kunststoff bestehendes Element an dem Ventilkammerdeckel angeordnet ist und in die Außenfläche des Ventilkammerdeckels (10) integriert ist.

11. Brennkraftmaschine nach dem vorherigen Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckregelventil (23) oder das weitere Element in dem Ventilkammerdeckel eingerastet (49) oder eingeschnappt ist.

12. Brennkraftmaschine nach dem vorherigen Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß die Einzelteile (24, 25, 26) des Druckregelventils (23) oder des weiteren Bauteils aufgrund der Rast- oder Schnappverbindung (49) fixiert sind.