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(11) |
EP 3 245 407 B1 |
(12) |
EUROPÄISCHE PATENTSCHRIFT |
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Hinweis auf die Patenterteilung: |
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04.12.2019 Patentblatt 2019/49 |
(22) |
Anmeldetag: 07.01.2016 |
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(51) |
Internationale Patentklassifikation (IPC):
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(86) |
Internationale Anmeldenummer: |
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PCT/EP2016/050164 |
(87) |
Internationale Veröffentlichungsnummer: |
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WO 2016/113166 (21.07.2016 Gazette 2016/29) |
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(54) |
MEHRSTUFIGE SAUGSTRAHLPUMPE
MULTI-STAGE JET SUCTION PUMP
POMPE À JET ASPIRANT MULTI-ÉTAGÉE
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(84) |
Benannte Vertragsstaaten: |
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AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL
NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR |
(30) |
Priorität: |
13.01.2015 DE 102015200341
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(43) |
Veröffentlichungstag der Anmeldung: |
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22.11.2017 Patentblatt 2017/47 |
(60) |
Teilanmeldung: |
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19186332.3 / 3575613 |
(73) |
Patentinhaber: POLYTEC PLASTICS Germany GmbH & Co. KG |
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49393 Lohne (DE) |
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Erfinder: |
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- SOARES, Jorge
48493 Wettringen (DE)
- BERDING, Christian
49393 Lohne (DE)
- JANSSEN, Hans
49413 Dinklage (DE)
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(74) |
Vertreter: dompatent von Kreisler Selting Werner -
Partnerschaft von Patent- und Rechtsanwälten mbB |
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Deichmannhaus am Dom
Bahnhofsvorplatz 1 50667 Köln 50667 Köln (DE) |
(56) |
Entgegenhaltungen: :
WO-A1-2013/153096 DE-T5-112011 105 854 DE-U1-202006 001 287 US-A- 742 618 US-A1- 2011 073 082
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DE-A1-102010 043 060 DE-U1- 9 210 497 US-A- 267 022 US-A- 1 138 125
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Anmerkung: Innerhalb von neun Monaten nach der Bekanntmachung des Hinweises auf die
Erteilung des europäischen Patents kann jedermann beim Europäischen Patentamt gegen
das erteilte europäischen Patent Einspruch einlegen. Der Einspruch ist schriftlich
einzureichen und zu begründen. Er gilt erst als eingelegt, wenn die Einspruchsgebühr
entrichtet worden ist. (Art. 99(1) Europäisches Patentübereinkommen). |
[0001] Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine mehrstufige Saugstrahlpumpe zum Absaugen
von Blow- By- Gasen aus Verbrennungsmotoren.
[0002] Um den Unterdruck im Motor abzusenken oder den durch einen Ölabscheider verursachten
Druckanstieg auszugleichen sind aktive Pumpen für Verbrennungsmotoren im Einsatz,
die beispielsweise über Vakuumpumpen oder Flügelradpumpen Blow- By-Gase aktiv absaugen.
[0003] Der Nachteil von Saugstrahlpumpen ist der verhältnismäßig schlechte Wirkungsgrad.
Diese Pumpen nutzen nur einen kleinen Teil der Energie aus, die in Form von Druckluft
aus dem aufgeladenen Bereich hinter Turbolader zugeführt wird.
[0004] DE 10 2013 203 942 A1 beschreibt eine Saugstrahlpumpe mit einer Treibmittelleitung, einer Treibstrahldüse,
einem Ansaugbereich, einem Mischrohr und einem Diffusor, wobei die Treibstrahldüse
und das Mischrohr zueinander geradlinig ausgerichtet sind. In Strömungsrichtung gesehen
weist der Diffusor einen vom Verlauf des Mischrohres abweichenden Verlauf auf.
[0005] In
DE 20 2006 001 287 U1 ist als Pumpe eine Saugstrahlpumpe vorgesehen, die in Kombination mit einem Druckregelventil
den Unterdruck für die Entlüftung einer Brennkraftmaschine regelt. Die Saugstrahlpumpe
ist einstrahlig und das Blow-by-Gas geht stets durch die Saugkammer der Pumpe.
[0006] Als Verbesserung der Funktion ist für eine Kraftstoffpumpe in
DE 44 00 958 C1 eine mehrstufige Saugstrahlpumpe aufgeführt. Durch die Mehrstufigkeit (2-stufig,
3-stufig, 4-stufig,...) der Saugstrahlpumpe kann der Wirkungsgrad der Pumpe deutlich
erhöht werden. Hier wird eine Flüssigkeit gefördert.
[0007] US 2011/0073082 und
DE 11 2011 105 854T5 zeigen Rückführungen in die Ansaugstrecke ohne eine Mehrstufigkeit der Pumpe zu offenbaren,
wobei jeweils ein Bypass vom Kurbelgehäuse in die Ladeluftstrecke vorhanden ist
[0008] Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, den Unterdruck im Motor abzusenken
oder den durch einen Ölabscheider verursachten Druckanstieg auszugleichen.
[0009] Die vorgenannte Aufgabe wird wie durch die Ansprüche definiert gelöst durch eine
Saugstrahlpumpe 7 für die Entlüftung einer Brennkraftmaschine mit einem Turbolader
3 zwischen einem Luftfilter 1 und einem Kurbelgehäuse 4, wobei eine Ladeluftstrecke
5 einen Abzweig zu einer wenigstens zweistufigen Saugstrahlpumpe 7 aufweist, wobei
der Eingang der Saugstrahlpumpe 7 über die Motorentlüftung 6 mit dem Kurbelgehäuse
4 und der Auslass der Saugstrahlpumpe 7 zur Blow-By-Gas-Rückführung 9 mit der Ansaugstrecke
2 zwischen Luftfilter 1 und dem Turbolader 3 verbunden ist.
[0010] Mehrstufige Saugstrahlpumpen 7 sind für den vorliegenden Zweck besonders geeignet,
da hier die Abwesenheit von beweglichen Teilen eine verschleißfreie Pumpe 7 erwarten
lässt.
[0011] Die mehrstufige Pumpe 7 wirkt, indem ein Treibstrahl (z.B. Druckluft aus dem aufgeladenen
Saugrohr) durch eine kleine Düse gedrückt wird und der Strahl an seinem Umfang Gas
mitreißt. Nach der ersten Stufe wird der durch die Zuluft erhöhte Volumenstrom anschließend
durch eine zweite größere und eine dritte noch größere Düse durchströmt, wobei wiederum
ein Gasanteil mitgezogen wird.
[0012] An jeder Düse nimmt der Treibstrahl einen Anteil des zu fördernden Gases (Blow-By-Gas)
mit. Durch die Mehrstufigkeit wird der geförderte Volumenstrom deutlich größer (Faktor
2, 3 oder mehr) als bei einer einstufigen Saugstrahlpumpe. Je mehr, desto besser.
[0013] Durch diesen verbesserten Wirkungsgrad kann der geförderte Volumenstrom wie auch
der durch den Treibstrahl erzeugte Druckanstieg verbessert werden.
[0014] Ein grundsätzlicher Nachteil der Saugstrahlpumpe 7 ist, dass diese bei Zwangsdurchförderung
auch einen Druckverlust erzeugt. Durch die Mehrstufigkeit entsteht eine scharf eingestellte
Pumpe 7, die für den Fall dass der Verbrennungsmotor im nicht aufgeladenen Betrieb
arbeitet keinen Treibstrahl hat.
[0015] In diesem Fall müsste das Blow-By-Gas durch die kleinen Düsen gedrückt werden und
erzeugt dabei einen Druckverlust, der nicht erwünscht ist. Dieser Druckverlust ist
bei einer optimal ausgelegten mehrstufigen Saugstrahlpumpe 7 nicht unerheblich (je
nach Volumenstrom 5 bis 100 mbar). Da dieser Nachteil den Nutzen der Saugstrahlpumpe
7 unter Umständen übersteigt, ist erfindungsgemäß für diese Anwendung in einer bevorzugten
Ausführungsform wenigstens ein Bypassventil 8 und/ oder ein Rückschlagventil 8 vorgesehen,
welches in dem Fall, dass die Saugstrahlpumpe 7 keinen Treibstrahl aufbringt, das
Blow-By-Gas an der Pumpe 7 vorbei leitet und damit den Druckverlust für diesen Fall
minimiert.
[0016] In der Figur 1 wird eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt.
Ausgehend von einem Luftfilter 1 wird das Blow-By-Gas über den Turbolader 3 und die
Ladeluftstrecke 5 dem Kurbelgehäuse 4 zugeführt. Die Ladeluftstrecke 5 weist einen
Abzweig auf, der in eine mehrstufige Saugstrahlpumpe 7 mündet. Die Motorentlüftung
6 stellt eine weitere Verbindung zwischen dem Kurbelgehäuse 4 und der Saugstrahlpumpe
7 dar. Ein weiterer Abzweig der Motorentlüftung 6 führt in der hier besonders bevorzugten
Ausführungsform zu einem Bypassventil 8 und/ oder einem Rückschlagventil 8, das den
Gasstrom bei geringem oder nicht vorhandenem Treibstrahl in der Saugstrahlpumpe 7
über die Blow-By-Gasrückführung 9 zur Ansaugstrecke 2 zwischen dem Luftfilter 1 und
dem Turbolader 3 zurückführt.
[0017] Wenn der Motor im Turbobetrieb arbeitet, ist durch den höheren Druck in Strömungsrichtung
hinter der Saugstrahlpumpe 7 das Ventil 8 geschlossen. Arbeitet der Motor im nicht
aufgeladenen Betrieb, so kann das Blow-By-Gas ohne Druckverlust an der Pumpe 7 vorbeiströmen.
[0018] Damit wird durch Kombination der Saugstrahlpumpe 7 mit dem Bypassventil 8 und/ oder
dem Rückschlagventil 8 dieser Betriebszustand optimiert.
[0019] In der Fig. 2 wird eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt,
bei der die Strahlpumpe 7 in eine Zylinderkopfhaube eingefügt ist.
[0020] Die Pumpe 7 wird vorzugsweise aus Kunststoff, beispielsweise Polyamid hergestellt.
Dabei können Teile der Pumpe auch in der Zylinderkopfhaube 10 abgebildet sein.
[0021] In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann die Saugstrahlpumpe
7 auch in eine Zylinderkopfhaube 10 integriert sein.
[0022] Alternativ hierzu können auch das komplette Bauteil als Modul aus Saugstrahlpumpe
7 mit dem Bypassventil 8 und/ oder dem Rückschlagventil 8 mit Schlauchanschlüssen
hergestellt werden.
1. Brennkraftmaschine mit einem Turbolader (3) zwischen einem Luftfilter (1) und einem
Kurbelgehäuse (4) und einer Entlüftungsanordnung umfassend eine Saugstrahlpumpe (7),
dadurch gekennzeichnet, dass die Entlüftungsanordnung eine Ladeluftstrecke (5), welche sich zwischen Turbolader
und Kurbelgehäuse erstreckt, mit einem Abzweig zu einer wenigstens dreistufigen Saugstrahlpumpe
(7) aufweist, wobei der Eingang der Saugstrahlpumpe (7) über die Motorentlüftung (6)
mit dem Kurbelgehäuse (4) verbunden und der Auslass der Saugstrahlpumpe (7) zur Blow-By-Gas
Rückführung (9) mit der Ansaugstrecke (2), welche sich zwischen Luftfilter (1) und
Turbolader (3) erstreckt, verbunden ist, und ein Treibstrahl durch eine kleine Düse
gedrückt wird und der Strahl an seinem Umfang Gas mitreißt und der durch die Zuluft
erhöhte Volumenstrom nach der ersten Stufe anschließend eine zweite größere und eine
dritte noch größere Düse durchströmt, wobei wiederum ein Gasanteil mitgezogen wird,
wobei die Entlüftungsanordnung wenigstens ein Bypassventil und/oder ein Rückschlagventil
(8) in Strömungsrichtung parallel zur Saugstrahlpumpe (7) und zwischen dem Kurbelgehäuse
(4) und der Ansaugstrecke (2) aufweist.
2. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Saugstrahlpumpe wenigstens 4 oder mehr Stufen aufweist.
3. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Saugstrahlpumpe (7) in eine Zylinderkopfhaube (10) integriert ist.
4. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Saugstrahlpumpe (7) aus Kunststoff, insbesondere Polyamid besteht.
1. An internal combustion engine with a turbocharger (3) between an air filter (1) and
a crankcase (4) and a venting assembly comprising a jet suction pump (7), characterized in that said venting assembly has a charge air duct (5) extending between the turbocharger
and the crankcase, having a branch to an at least three-stage jet suction pump (7),
wherein the inlet of said jet suction pump (7) is connected with the crankcase (4)
through the engine ventilation (6), and the outlet of said jet suction pump (7) is
connected with the suction duct (2) extending between the air filter (1) and the turbocharger
(3), for recirculating blow-by gas (9), and a propulsion jet is pressed through a
small nozzle, so that the jet entrains gas at its circumference, and after the first
stage, the volume flow increased by the supply air is subsequently flowed through
a second, larger, nozzle and a third, even larger, nozzle, wherein a proportion of
gas is again entrained, wherein the venting assembly has at least one bypass valve
and/or one check valve (8) in the direction of flow parallel to said jet suction pump
(7) and between said crankcase (4) and said suction duct (2).
2. The jet suction pump (7) according to claim 1, characterized in that said jet suction pump has at least 4 or more, stages.
3. The jet suction pump (7) according to claim 1 or 2, characterized in that said jet suction pump (7) is integrated in a cylinder head cover (10).
4. The jet suction pump (7) according to any of claims 1 to 3, characterized in that said jet suction pump (7) is made of plastic, especially polyamide.
1. Moteur à combustion interne avec un turbocompresseur (3) entre un filtre à air (1)
et un carter (4), et un assemblage de ventilation comprenant une pompe à jet aspirant
(7), caractérisé en ce que ledit assemblage de ventilation présente un conduit d'air de charge (5) s'étendant
entre le turbocompresseur et le carter, avec un conduit de dérivation aboutissant
à une pompe à jet aspirant (7) en au moins trois étapes, l'entrée de la pompe à jet
aspirant (7) étant liée avec le carter (4) par l'intermédiaire de la ventilation de
moteur (6), et la sortie de la pompe à jet aspirant (7) étant liée avec le conduit
d'aspiration (2), qui s'étende entre le filtre à air (1) et le turbocompresseur (3),
pour la recirculation du gaz blow-by (9), et un jet de propulsion est pressé à travers
une petite buse, et le jet entraine du gaz sur sa circonférence, et le débit augmenté
par l'air entrant circule, après la première étape, à travers une deuxième, plus grande
buse et une troisième, encore plus grande buse, dans lequel une fraction du gaz est
entrainée de nouveau, dans lequel ledit assemblage de ventilation présente au moins
une soupape de dérivation et/ou un clapet anti-retour (8) dans la direction du flux
en parallèle avec la pompe à jet aspirant (7) et entre le carter (4) et le conduit
d'aspiration (2).
2. Moteur à combustion interne selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite pompe à jet aspirant présente au moins 4 ou plus étapes.
3. Moteur à combustion interne selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que ladite pompe à jet aspirant (7) est intégrée dans un capot de culasse (10).
4. Moteur à combustion interne selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que ladite pompe à jet aspirant (7) consiste en une matière plastique, notamment le polyamide.
IN DER BESCHREIBUNG AUFGEFÜHRTE DOKUMENTE
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde ausschließlich zur Information
des Lesers aufgenommen und ist nicht Bestandteil des europäischen Patentdokumentes.
Sie wurde mit größter Sorgfalt zusammengestellt; das EPA übernimmt jedoch keinerlei
Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
In der Beschreibung aufgeführte Patentdokumente