EP1164264A1 - Blowby-Heizung - Google Patents

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EP1164264A1
EP1164264A1 EP00112614A EP00112614A EP1164264A1 EP 1164264 A1 EP1164264 A1 EP 1164264A1 EP 00112614 A EP00112614 A EP 00112614A EP 00112614 A EP00112614 A EP 00112614A EP 1164264 A1 EP1164264 A1 EP 1164264A1
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tube
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blowby heater
ptc
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Franz Bohlender
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DBK David and Baader GmbH
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F01M13/00—Crankcase ventilating or breathing
    • F01M13/0011—Breather valves
    • F01M2013/0027—Breather valves with a de-icing or defrosting system
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
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    • F01M13/04—Crankcase ventilating or breathing having means for purifying air before leaving crankcase, e.g. removing oil
    • F01M2013/0455—Crankcase ventilating or breathing having means for purifying air before leaving crankcase, e.g. removing oil with a de-icing or defrosting system
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    • 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
    • F01M2013/0472—Crankcase ventilating or breathing having means for purifying air before leaving crankcase, e.g. removing oil using heating means

Definitions

  • the invention relates to crankcase ventilation and is particularly concerned with a blowby heater.
  • the invention further relates to an internal combustion engine with a such blowby heating.
  • crankcase also engine block
  • the crankcase is the most important the crank mechanism with crankshaft, connecting rods and pistons. At the bottom it will The crankcase is normally closed by a screwed-on oil pan. To At the top, the cylinders in the crankcase are covered by a or several cylinder heads.
  • crankcase fills up to the cylinder head with oil vapors and gases which Escape piston rings past from the combustion chamber.
  • the pumping movement of the Piston pressurizes these oil vapors and gases. To protect the environment Prevents these gases from escaping.
  • the escaping fuel gases from the fuel tank are also a burden stationary engine the environment. That is why a combined engine and Fuel tank ventilation is available, the gases and vapors in one Expansion tanks are collected, the gases condense and to the fuel tank flow back. The engine sucks in the vapors during the starting process the expansion tank, and with the engine running, the gases and vapors become direct directed to the air filter.
  • blow-by gases The gases and oil vapors that fill the crankcase become blow-by gases called.
  • the main components of the blowby gas are unburned gases, the big ones Contain quantities of hydrocarbons.
  • a defective, blocked or iced vent leads to a high pressure in the Crankcase that removes the lubricating oil from the seals (e.g. on the crankshaft, Oil pan or out of the opening for the oil dipstick).
  • the invention is therefore based on the object of a blowby heater and a Internal combustion engine with such a blowby heater specify the icing of the Prevent crankcase ventilation.
  • PTC Positive Temperature Coefficient
  • blowby heater according to the invention is advantageous since at least a PTC heating element is glued to the gas-carrying pipe and thereby the at Use of soldering techniques or spring clamps occurring compressive stresses be prevented. Furthermore, by gluing the PTC heating elements Overall structure can be significantly simplified because additional mounting elements omitted.
  • Another advantage of gluing the PTC heating elements to the gas pipe is that an aluminum die-cast tube is also used for the latter can, which is a significant cost advantage over conventional copper pipes evokes.
  • the adhesive also has a high elongation at break of up to 300%, resulting in stresses compensated and manufacturing tolerances can be compensated.
  • an epoxy resin adhesive can also be used more advantageously as the adhesive material, which preferably has metal particles.
  • Such an adhesive is conductive and has thus only with a low resistance.
  • Be at least two PTC heating elements that are electrically conductive with each other are connected around the gas-carrying pipe, so the pipe of several sides simultaneously and thus evenly heated and the heat coupling improved. If a contact is riveted, not only the overall stability is in promoted advantageously, but also simplified the manufacturing process.
  • blowby heater can also be design and manufacture a compact design, and it becomes the appearance mechanical stresses still prevented.
  • FIG 1a and 1b show a blowby heater according to the invention in side view.
  • the arrangement is mounted on the crankcase by means of the base element 10, that the blowby gas through the inner connection pipe 20 and through the outside connection element 30 passes through the vent flange 40.
  • the blowby gas is heated according to the invention, for which purpose inside the shown arrangement electrically operated PTC heating elements are provided.
  • the blow-by heating system provides these heating elements with electrical energy also via an electrical connector 50.
  • the heating arrangement located inside the blowby heater can be removed.
  • the gas pipe 90 are in the preferred 2a three PTC elements 60 are arranged.
  • the PTC elements 60 are configured with the gas guide tube 90 by means of a temperature-resistant, non-conductive silicone adhesive bonded to the high Elongation at break of about 300%.
  • the adhesive itself is not conductive, however is the respective PTC element in the manufacture of the arrangement shown in Fig. 2a pressed under high pressure on the gas pipe, so that due to the Surface roughness results in electrical contacting. This will make the mechanical advantages of silicone adhesive, for example the ability to Tolerance compensation, exploited, without compromising on electrical contacting to have to enter.
  • the respective rear sides of the PTC elements 60 are provided with a contact strip 70, 80 electrically connected, which with one of two flat contact pins 110 des electrical connector 50 is in contact.
  • the other flat contact pin 110 is with connected to the gas guide tube 90 via a contact lead 100 so that a current from a contact pin via the PTC elements 60, the gas guide tube 90 and the Contact feeder 100 can flow to the other contact pin.
  • the gas guide tube 90 is preferably an aluminum die-cast tube however, it can also be made of another electrically conductive material, such as for example copper. Furthermore, in the preferred embodiment of the invention Contact feed 100 riveted to the gas guide tube 90. However, it can also other connection technologies are used, such as screws, clamps, Riveting, welding, gluing etc.
  • the PTC elements 60 are included through the gas guide tube 90 by means of the electrically non-conductive silicone adhesive strong pressure connected, whereby the PTC elements 60 with the gas pipe 90th be electrically connected.
  • a conductive epoxy resin adhesive is used in the silver or other silicone glue Metal particles have been introduced. This adhesive does not have that advantageous mechanical properties as well as the temperature resistance of the Silicone adhesive, however, there is only a small amount of pressure when manufacturing the arrangement the gas pipe 90 necessary.
  • a plastic encapsulation 120 is provided, which is the mechanical Ensures stability during assembly and, if necessary, afterwards. Furthermore, the 2a and 2b arrangement shown, in particular the PTC elements 60 and the Gas guide tube 90, also molded plastic after assembly, which is the occurrence prevents mechanical tension and allows a compact design. Furthermore are hereby largely in the shaping of the gas guide tube 90 Freedom.
  • FIG. 3a and 3b show those shown in the previous figures Arrangements in perspective view.
  • the contact band 80 between the PTC elements 60 Run narrower than the contact band 70, which makes the total weight of the arrangement reduced and also the contact tape 70, 80 more flexible and less heat conductive becomes.
  • FIGS. 2a and 2b there are three PTC elements 60 arranged around the gas pipe 90. It can any other number of PTC elements 60 may also be provided instead, in particular two or only one PTC element. The selection of the number of PTC elements 60 depends on the required heating output, the cross section and the Type of PTC elements used.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Blowby-Heizung, die ein gasführendes Rohr (90) und wenigstens ein Heizelement umfasst. Das Heizelement ist ein PTC-Heizelement (60) (Positive Temperature Coefficient), das mit dem Rohr (90) unter Verwendung eines Klebematerials verbunden ist. Das Rohr ist vorzugsweise ein Aluminiumdruckgusrohr. Als Klebematerial dient vorzugsweise Silikonkleber, es kann jedoch in einer anderen Ausgestaltung auch leitfähiger Epoxidharzkleber verwendet werden. Die Heizelemente und das Rohr können kunststoffumspritzt sein. Die Erfindung betrifft ferner einen Verbrennungsmotor mit einer solchen Blowby-Heizung. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft Kurbelgehäuse-Entlüftungen und befasst sich insbesondere mit einer Blowby-Heizung. Ferner betrifft die Erfindung einen Verbrennungsmotor mit einer solchen Blowby-Heizung.
Das Kurbelgehäuse (auch Motorblock) eines Verbrennungsmotors nimmt als wichtigstes den Kurbeltrieb mit Kurbelwelle, Pleuelstangen und Kolben auf. Nach unten hin wird das Kurbelgehäuse normalerweise durch eine angeschraubte Ölwanne abgeschlossen. Nach oben erfolgt die Abdeckung der im Kurbelgehäuse befindlichen Zylinder durch einen oder mehrere Zylinderköpfe.
Das Kurbelgehäuse füllt sich bis zum Zylinderkopf mit Öldämpfen und Gasen, die an den Kolbenringen vorbei aus dem Verbrennungsraum entweichen. Die Pumpbewegung der Kolben setzt diese Öldämpfe und Gase unter Druck. Zum Schutz der Umwelt wird ein Entweichen dieser Gase verhindert.
Auch die entweichenden Kraftstoffgase aus dem Kraftstoffbehälter belasten bei stillstehendem Motor die Umwelt. Deshalb ist häufig eine kombinierte Motor- und Kraftstoffbehälter-Entlüftung vorhanden, wobei die Gase und Dämpfe in einem Ausgleichsbehälter gesammelt werden, die Gase kondensieren und zum Kraftstoffbehälter zurückfließen. Während des Startvorgangs saugt der Motor die Dämpfe aus dem Ausgleichsbehälter, und bei laufendem Motor werden die Gase und Dämpfe direkt zum Luftfilter geleitet.
Die Gase und Öldämpfe, mit denen sich das Kurbelgehäuse füllt, werden Blowby-Gase genannt. Die Hauptkomponenten des Blowby-Gases sind unverbrannte Gase, die große Mengen Kohlenwasserstoffe enthalten.
Eine defekte, verstopfte oder vereiste Entlüftung führt zu einem großen Druck im Kurbelgehäuse, der das Schmieröl aus den Dichtungen (z.B. an der Kurbelwelle, Ölwanne oder aus der Öffnung für den Ölmessstab) drückt. Es entsteht ein großer Ölverlust, der zum Motorschaden und zu einer Umweltbelastung führt.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Blowby-Heizung und einen Verbrennungsmotor mit einer solchen Blowby-Heizung anzugeben, die die Vereisung der Kurbelgehäuse-Entlüftung verhindern.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Gegenstände der unabhängigen Patentansprüche gelöst.
Die Verwendung von PTC-Heizelementen (PTC = Positive Temperature Coefficient) ist aufgrund der selbstregulierenden Eigenschaften eines Kaltleiters für den Einsatz in einer Blowby-Heizung vorteilhaft.
Des weiteren ist die erfindungsgemäße Blowby-Heizung vorteilhaft, da das wenigstens eine PTC-Heizelement mit dem gasführenden Rohr verklebt ist und hierdurch die bei Verwendung von Löttechniken oder Federklemmungen auftretenden Druckspannungen verhindert werden. Ferner kann durch Verklebung der PTC-Heizelemente der Gesamtaufbau signifikant vereinfacht werden, da zusätzliche Halterungselemente entfallen.
Durch Vorfixierung der Stromführungen mittels Kunststoffumspritzung wird zum einen die mechanische Stabilität der Stromzuführungen verbessert und zum anderen die Verbindungstechnik bei der Fertigung in vorteilhafter Weise so gestaltet, dass diese zügiger und somit kostengünstiger erfolgen kann.
Ein weiterer Vorteil der Klebung der PTC-Heizelemente an das gasführende Rohr besteht darin, dass für Letzteres auch ein Aluminium-Druckgussrohr Verwendung finden kann, was gegenüber herkömmlichen Kupferrohren einen deutlichen Kostenvorteil hervorruft.
Ist das verwendete Klebematerial elektrisch nichtleitend, und ist es insbesondere ein Silikonkleber, so sind hiermit vielfache Vorteile verbunden. Zunächst ist Silikonkleber temperaturbeständig und somit gerade für die Verwendung in einer Blowby-Heizung über einen großen Temperaturbereich hinaus vorteilhaft. Ferner verfügt der Kleber über eine hohe Bruchdehnung von bis zu 300%, wodurch auftretende Spannungen kompensiert und Herstellungstoleranzen ausgeglichen werden können.
Vorteilhafter kann als Klebematerial aber auch ein Epoxidharzkleber verwendet werden, der vorzugsweise Metallpartikel aufweist. Ein solcher Kleber ist leitfähig und verfügt somit nur über einen geringen Widerstand.
Werden wenigstens zwei PTC-Heizelemente, die untereinander elektrisch leitend verbunden sind, um das gasführende Rohr herum angeordnet, so wird das Rohr von mehreren Seiten gleichzeitig und somit gleichmäßig erwärmt und die Wärmekopplung verbessert. Wird dabei ein Kontakt vernietet, so wird nicht nur die Gesamtstabilität in vorteilhafter Weise gefördert, sondern auch der Herstellungsprozess vereinfacht.
Ein Vorteil entsteht weiterhin durch Kunststoffumspritzung der Heizelemente und des Rohres, da hierdurch umfangreiche Freiheiten bei der Formungsgestaltung der Blowby-Heizung, insbesondere des Rohres entstehen. Auch lässt sich die Blowby-Heizung in einer kompakten Bauform entwerfen und fertigen, und es wird das Auftreten mechanischer Spannungen weiterhin verhindert.
Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert werden, in denen:
  • Fig. 1a und 1b Seitenansichten einer Blowby-Heizung gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung zeigen;
  • Fig. 2a das gasführende Rohr mit anmontierten PTC-Heizelementen gemäß der bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung in Draufsicht zeigt;
  • Fig. 2b die Anordnung von Fig. 2a im anmontierten Zustand mit Sockel und Entlüftungsflansch zeigt;
  • Fig. 3a die Anordnung von Fig. 2a in perspektivischer Sicht zeigt; und
  • Fig. 3b die Blowby-Heizung gemäß der bevorzugten Ausgestaltung in perspektivischer Ansicht zeigt.
    • Unter Bezugnahme auf diese Figuren wird im folgenden eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung näher erläutert.
    Die Fig. 1a und 1b zeigen eine erfindungsgemäße Blowby-Heizung in Seitenansicht. Die Anordnung wird mittels des Sockelelements 10 an das Kurbelgehäuse derart montiert, dass das Blowby-Gas durch das innenseitige Anschlussrohr 20 und durch das außenseitige Anschlusselement 30 durch den Entlüftungsflansch 40 hindurchtritt. Auf diesem Wege wird das Blowby-Gas erfindungsgemäß beheizt, wozu im Inneren der gezeigten Anordnung elektrisch betriebene PTC-Heizelemente vorgesehen sind. Um diesen Heizelementen elektrische Energie zur Verfügung zu stellen, verfügt die Blowby-Heizung ferner über einen elektrischen Steckverbinder 50.
    Den Fig. 2a und 2b kann die im Inneren der Blowby-Heizung befindliche Heizanordnung entnommen werden. Um das Gasführungsrohr 90 herum sind in der bevorzugten Ausgestaltung von Fig. 2a drei PTC-Elemente 60 angeordnet. In der bevorzugten Ausgestaltung sind die PTC-Elemente 60 mit dem Gasführungsrohr 90 mittels eines temperaturbeständigen, nicht leitfähigen Silikonklebers verbunden, der eine hohe Bruchdehnung von etwa 300% aufweist. Zwar ist der Kleber an sich nichtleitend, jedoch wird bei der Fertigung der in Fig. 2a gezeigten Anordnung das jeweilige PTC-Element unter hohem Druck an das Gasführungsrohr angepresst, so dass sich aufgrund der Oberflächenrauhigkeit eine elektrische Kontaktierung ergibt. Hierdurch werden die mechanischen Vorteile des Silikonklebers, beispielsweise die Fähigkeit zum Toleranzausgleich, ausgenutzt, ohne Kompromisse bei der elektrischen Kontaktierung eingehen zu müssen.
    Die jeweiligen Rückseiten der PTC-Elemente 60 sind mit einem Kontaktband 70, 80 elektrisch leitend verbunden, welches mit einem von zwei Flachkontaktstiften 110 des elektrischen Steckverbinders 50 in Kontakt steht. Der andere Flachkontaktstift 110 ist mit dem Gasführungsrohr 90 über eine Kontaktzuführung 100 verbunden, so dass ein Strom von einem Kontaktstift über die PTC-Elemente 60, das Gasführungsrohr 90 und die Kontaktzuführung 100 zum anderen Kontaktstift fließen kann.
    Das Gasführungsrohr 90 ist bevorzugterweise ein Aluminium-Druckgussrohr, kann jedoch auch aus einem anderen elektrisch leitfähigen Material hergestellt sein, wie beispielsweise Kupfer. Ferner ist in der bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung die Kontaktzuführung 100 mit dem Gasführungsrohr 90 vernietet. Es können jedoch auch andere Verbindungstechniken Verwendung finden, wie etwa Schrauben, Klemmen, Nieten, Schweißen, Kleben etc.
    Wie oben erwähnt, werden in der bevorzugten Ausgestaltung die PTC-Elemente 60 mit dem Gasführungsrohr 90 mittels des elektrisch nicht leitfähigen Silikonklebers durch starken Andruck verbunden, wodurch die PTC-Elemente 60 mit dem Gasführungsrohr 90 elektrisch verbunden werden. In einer anderen Ausgestaltung wird anstelle des Silikonklebers ein leitfähiger Epoxidharzkleber verwendet, in den Silber- oder andere Metallpartikel eingebracht worden sind. Zwar verfügt dieser Kleber nicht über die vorteilhaften mechanischen Eigenschaften sowie die Temperaturbeständigkeit des Silikonklebers, jedoch ist bei der Fertigung der Anordnung ein nur geringer Andruck an das Gasführungsrohr 90 notwendig.
    Zur Vorfixierung der Flachkontaktstifte 110 ist in der bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung eine Kunststoffumspritzung 120 vorgesehen, die die mechanische Stabilität beim Zusammenbau und ggf. auch danach sicherstellt. Ferner wird die in den Fig. 2a und 2b gezeigte Anordnung, insbesondere die PTC-Elemente 60 und das Gasführungsrohr 90, nach Montage ebenfalls kunststoffumspritzt, was das Auftreten mechanischer Spannungen verhindert und eine kompakte Bauform erlaubt. Ferner sind hierdurch bei der Formungsgestaltung des Gasführungsrohres 90 weitgehende Freiheiten geboten.
    Die Fig. 3a und 3b zeigen die in den vorangegangenen Figuren dargestellten Anordnungen in perspektivischer Ansicht. Wie der Fig. 3a entnommen werden kann, ist in der bevorzugten Ausgestaltung das Kontaktband 80 zwischen den PTC-Elementen 60 schmaler ausgeführt als das Kontaktband 70, wodurch das Gesamtgewicht der Anordnung verringert und ferner das Kontaktband 70, 80 flexibler und weniger wärmeleitend wird.
    Wie vorstehend erwähnt, sind in der bevorzugten Ausgestaltung der Fig. 2a und 2b drei PTC-Elemente 60 um das Gasführungsrohr 90 herum angeordnet. Es können stattdessen auch beliebige andere Anzahlen von PTC-Elementen 60 vorgesehen sein, insbesondere zwei oder auch nur ein PTC-Element. Die Auswahl der Anzahl an PTC-Elementen 60 richtet sich nach der benötigten Heizleistung, des Querschnitts sowie der Art der verwendeten PTC-Elemente.

    Claims (10)

    1. Blowby-Heizung, umfassend:
      ein gasführendes Rohr (90) und
      wenigstens ein Heizelement (60),
      wobei das Heizelement ein PTC-Heizelement ist, das mit dem Rohr unter Verwendung eines Klebematerials verbunden ist.
    2. Blowby-Heizung nach Anspruch 1, wobei das Rohr (90) im Aluminiumdruckgussverfahren hergestellt ist.
    3. Blowby-Heizung nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Klebematerial elektrisch nichtleitend ist.
    4. Blowby-Heizung nach Anspruch 3, wobei das Klebematerial ein Silikonkleber ist.
    5. Blowby-Heizung nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Klebematerial ein Epoxidharzkleber mit Metallpartikeln.ist.
    6. Blowby-Heizung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei wenigstens zwei PTC-Heizelemente (60), die untereinander elektrisch leitend verbunden sind, um das Rohr (90) herum angeordnet sind.
    7. Blowby-Heizung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die PTC-Elemente (60) mit elektrischen Kontakten (110) verbunden sind, von denen wenigstens einer mit dem Rohr (90) vernietet ist.
    8. Blowby-Heizung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die PTC-Heizelemente (60) und das Rohr (90) kunststoffumspritzt sind.
    9. Blowby-Heizung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, ferner Stromzuführungen (110) umfassend, die durch Kunststoffumspritzung vorfixiert sind.
    10. Verbrennungsmotor mit einer Blowby-Heizung nach einem der Ansprüche 1 bis 9.
    EP20000112614 2000-06-14 2000-06-14 Blowby-Heizung Expired - Lifetime EP1164264B1 (de)

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