Blowby-Heizung

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.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft Kurbelgehäuse-Entlüftungen und befasst sich insbesondere mit einer Blowby-Heizung. Ferner betrifft die Erfindung einen Verbrennungsmotor mit einer solchen Blowby-Heizung.

[0002] 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.

[0003] 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.

[0004] 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.

[0005] 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.

[0006] 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.

[0007] 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.

[0008] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Gegenstände der unabhängigen Patentansprüche gelöst.

[0009] Die Verwendung von PTC-Heizelementen (PTC = Positive Temperature Coefficient) ist aufgrund der selbstregulierenden Eigenschaften eines Kaltleiters für den Einsatz in einer Blowby-Heizung vorteilhaft.

[0010] 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.

[0011] 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.

[0012] 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.

[0013] 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.

[0014] 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.

[0015] 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.

[0016] 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.

[0017] Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

[0018] 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.

[0019] Unter Bezugnahme auf diese Figuren wird im folgenden eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung näher erläutert.

[0020] 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.

[0021] 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.

[0022] 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.

[0023] 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.

[0024] 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.

[0025] 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.

[0026] 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.

[0027] 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.

Ansprüche

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.

Zeichnung