密封元件、环过滤元件、油分离器及打开过滤器壳的方法与流程
本发明涉及一种用于曲轴箱通风系统(K[urbel]G[ehäuse]E[ntlüftungs]-System)的油分离器的尤其可更换的环过滤元件的密封元件，其中，环过滤元件构造成用于将油从流体中、尤其从气雾中进行分离。
此外本发明涉及一种根据权利要求9的前序部分的环过滤元件、一种根据权利要求14的前序部分的油分离器以及一种根据权利要求15的前序部分的方法。
背景技术：
在往复活塞内燃机中在曲轴箱中出现含油的泄漏气体-所谓的“Blow-By”。所述泄漏气体到燃烧过程中的引回在世界范围内在法律上被规定并且在所谓的封闭的曲轴箱通风系统中来进行。属于曲轴箱通风系统的最重要的任务的是油分离和油引回到曲轴箱中以及调节曲轴箱压力。在此对油分离的要求在过去的年份中随着排气立法变得更加严格而不断提高，以便保护与排放有关的发动机构件(如废气涡轮增压器、增压空气冷却器或传感器)免受由于油沾污而引起的功率损失。因此油分离的意义不是仅仅在于最小化油消耗，而是所述油分离如今首要完成了用于在车辆寿命期间遵守排气立法的重要的贡献。除了油分离件之外曲轴箱通风系统根据通风设计还包含另外的重要的构件如例如压力调节阀(D[ruck]R[egel]V[entil])。
曲轴箱通风装置具有两个空间（所述两个空间必须与彼此分隔开），即具有于其上存在有未净化的Blow-By气体的初始侧和于其上存在有被净化的气体的净化侧。
除了相对于净化侧来分隔和密闭初始侧之外使得初始侧和净化侧必须附加地相对于大气被分隔和密闭。这些三个密封功能根据现有技术主要通过三个单个的密封件、例如通过三个单个的O形环或三个单个的成型密封件来进行。
除了分别满足仅仅一个密封功能的单个的密封件之外在现有技术中还已知所谓的组合的密封件，所述组合的密封件满足多于一个密封功能。由此文件EP 2 272 580 A1公开了一种用于曲轴箱通风系统的过滤器插入件（Filtereinsatz）的组合的密封件(参见文件EP 2 272 580 A1的图1的附图标记25)，其中所述组合的密封件具有两个连贯的密封元件，所述两个连贯的密封元件分别在过滤器插入件的径向的方向上作用并且轴向地与彼此间隔开。
此外从文件DE 10 2010 063 161 A1中已知一种带有径向地作用的组合的密封件的流体过滤设备。所述组合的密封件作用在环过滤元件和同轴地插上到环过滤元件上的罩（Dom）之间并且满足两个密封功能。一方面所述组合的密封件相对于回程来密闭流体过滤设备的初始侧并且另一方面所述组合的密封件相对于流体过滤设备的净化侧来密闭流体过滤设备的初始侧。
此外从文件DE 20 2006 017 61 U1中已知一种带有径向地作用的密封件的液体过滤器，所述密封件相对于构造成用于支撑环过滤元件的支撑罩的管体来密闭环过滤元件的上部的端部盘（Endscheibe）。
技术实现要素：
本发明的任务在于，这样来改进开头提及的类型的密封元件、开头提及的类型的环过滤元件、开头提及的类型的油分离器以及开头提及的类型的方法，即使得密封元件满足多于一个密封功能并且仍然简单地可操纵、尤其简单地可更换。
所述任务通过带有在权利要求1中给出的特征的密封元件、通过带有在权利要求9中给出的特征的环过滤元件、通过带有在权利要求14中给出的特征的油分离器以及通过带有在权利要求15中给出的特征的方法来解决。本发明的有利的设计方案和适宜的改进方案在相应的从属权利要求中来表示。
因此本发明基于，提供单件式的密封元件，其满足不仅径向的密封功能而且轴向的密封功能，其中径向起密封作用的区域和轴向起密封作用的区域构造成连贯的。
径向在当前意味着在环过滤元件的半径的方向上。轴向在当前意味着在环过滤元件的纵轴线的方向上。
有利地油分离器具有构造成用于容纳环过滤元件的过滤器壳。所述过滤器壳有利地在横截面中构造成绕圈的、例如圆圈的或椭圆的。
在本发明的一种特别有利的实施方式中将轴向起密封作用的区域布置在过滤器壳的两个部件之间并且将径向起密封作用的区域布置在过滤器壳之内。
过滤器壳的内空间通过环过滤元件来划分成具有未被过滤的流体的初始空间或初始侧以及具有被过滤的流体的净化空间或净化侧。
在本发明的一种特别有利的设计方案中密封元件具有两个密封区域、即径向起密封作用的区域和轴向起密封作用的区域，以便相对于油分离器的净化侧来密闭油分离器的初始侧以及以便相对于周围环境来密闭油分离器的内空间。
例如径向起密封作用的区域能够构造成，相对于净化侧来密闭初始侧并且轴向起密封作用的区域能够构造成，相对于周围环境或相对于大气来密闭过滤器壳的内空间。
在本发明的这种特别有利的设计方案中这样构造密封元件，即使得所述密封元件在其使用状态中满足三个密封功能或密封任务，即
a) 相对于大气来密闭初始侧
b) 相对于大气来密闭净化侧，以及
c) 相对于初始侧来密闭净化侧。
为了将径向起密封作用的区域和轴向起密封作用的区域在功能上解除联结，使得径向起密封作用的区域有利地相对于轴向起密封作用的区域布置有尤其轴向的和/或径向的间距。以这种方式使得两个密封区域在其功能方面独立地并且还是在一个部件中被集成。例如能够以这种方式使得相对于大气来密闭初始侧或净化侧的密封功能与相对于初始侧来密闭净化侧的密封功能被解除联结。有利地借助于连接接片来实现间隔开起密封作用的区域，所述连接接片连接两个起密封作用的区域。连接接片优选地具有短的、管形的空心柱体区段的形状。所述连接接片能够优选地实施成相对薄的、例如比起密封作用的区域的横截面更薄。此外连接接片能够具有L形的横截面。这意味着，从上面提及的空心柱体的形状处(其形成L的一个支腿)径向向内或向外突出有另一支腿，所述另一支腿因此形成圆环盘形的、第二连接接片区段。以这种方式优选地在起密封作用的区域之间除了轴向的间距之外还实现了径向的间距。这实现了，例如使通过壳上部部件或壳遮盖件同样具有在密封元件的区域中同样部分区段地L形的横截面的方式，使得壳上部部件或遮盖件能够在狭窄的结构空间区域中提供独立的、与起密封作用的区域相对应的密封面，其中轴向的支腿提供用于密封元件的径向起密封作用的区域的贴靠面并且径向的支腿提供用于密封元件的轴向起密封作用的区域的贴靠面。
此外在径向起密封作用的区域和轴向起密封作用的区域之间的间距实现了将径向起密封作用的区域布置在油分离器的过滤器壳之内并且将轴向起密封作用的区域布置在油分离器的过滤器壳的两个壳部件或壳半件之间。
有利地径向起密封作用的区域和轴向起密封作用的区域布置成在环过滤元件的纵轴线的方向上相对彼此偏移，尤其径向起密封作用的区域能够以跟随待过滤的流体的流动方向的方式布置在轴向起密封作用的区域之上。
有利地轴向起密封作用的区域在其与径向起密封作用的区域背离的一侧上具有柱体管形的突起部，所述突起部在在外侧上的端部处具有引入倾斜部。由此简化了密封元件或带有这种密封元件的过滤元件到相对应的壳中的装入。
为了引开被过滤的净化流体，过滤器壳的第一或上部的壳部件有利地具有净化流体排放部。有利地密封元件的径向起密封作用的区域布置在与第一或上部的壳部件、尤其与净化流体排放部相同的高度上。这实现了，通过使上部的壳部件借助于翻转运动或借助于旋转运动围绕垂直于环过滤元件的纵轴线伸延的旋转轴线来运动的方式，使得上部的壳部件与另外的壳部件、尤其与构造成用于容纳环过滤元件的壳体进行拆卸成为可能。反之在现有技术中第一或上部的壳部件仅仅能够借助于轴向的运动、即沿着环过滤元件的纵轴线的运动被拆卸。借助于翻转运动来打开过滤器壳使得更换环过滤元件变得容易，因为第一或上部的壳部件能够支撑在另外的壳部件、尤其壳体的壳边缘上。
为了相对于周围环境或相对于大气来密闭过滤器壳的内空间，使得轴向起密封作用的区域有利地能够如下布置在第一或上部的壳部件和另外的壳部件、尤其构造成用于容纳环过滤元件的壳体之间，即使得轴向起密封作用的区域借助于限定的力轴向地在第一或上部的壳部件和壳体之间被挤压。
为了将油从流体中、尤其从气雾中进行分离，环过滤元件有利地具有至少一个布置成例如卷绕成环形、尤其圆环形或椭圆环形的过滤介质。
作为过滤介质能够例如安装有由金属纤维、玻璃纤维或合成纤维、尤其聚酯纤维制成的纸或无纺织物。还可实现提及的材料的组合。此外过滤介质能够如在文件DE 10 2011 016 893 A1中所描述的那样构造为聚结介质（Koaleszenzmedium）。
为了使得过滤介质构造成相对于从外部作用于过滤介质的力尽可能稳定，过滤介质有利地具有椭圆、尤其圆圈的横截面。在曲轴箱通风系统的一种有利的实施方式中曲轴箱通风系统的由至少一个壳部件形成的并且构造成用于容纳过滤介质的壳也具有椭圆、尤其圆圈的横截面。
过滤介质具有平行于穿流过滤介质的流体的流动方向延伸的遮盖面和至少一个布置在遮盖面处的端部盘。
所述端部盘有利地构造成，使得过滤器壳、尤其壳体的初始侧与过滤器壳、尤其第一或上部的壳部件的净化侧分隔开。
密封元件有利地能松开地或不能松开地能够固定在端部盘处。当密封元件固定在端部盘处时，所述密封元件能够在更换环过滤元件时在一个工作步骤中连同环过滤元件一起被更换。密封元件固定在环过滤元件处的另一优点是，使得密封元件能够在工厂方面进行预装配并且能够因此在更换密封元件时避免操作错误。
为了将密封元件固定在过滤元件处使得端部盘能够具有固定轮廓、尤其凹槽，在其中能够布置、尤其能够卡紧密封元件的径向起密封作用的区域。备选地密封元件能够在两构件注塑方法中安置到端部盘处。
备选于固定在端部盘处还能够使得密封元件固定在过滤器壳的第一或上部的壳部件处。由此密封元件能够连结到上部的壳部件中或上部的壳部件能够由密封元件来包围注塑。
为了使密封元件稳定化使得端部盘能够具有在环过滤元件的纵轴线的方向上延伸的支撑轮廓。所述支撑轮廓构造成，引导和/或保持密封元件的轴向起密封作用的区域的面向环过滤元件的一侧、例如凸起部。以这种方式能够阻止，密封元件、尤其轴向起密封作用的区域的凸起部或一区域以跟随流体的流动方向的方式朝着过滤介质来运动并且向内翻折。
径向起密封作用的区域有利地能够如下布置在过滤器壳、尤其第一或上部的壳部件与环过滤元件、尤其环过滤元件的端部盘之间，即使得径向起密封作用的区域借助于限定的力径向地在过滤器壳和环过滤元件之间、尤其在上部的壳部件和端部盘之间被挤压。
为了将径向起密封作用的区域借助于限定的力在过滤器壳和环过滤元件之间、尤其在上部的壳部件和端部盘之间被挤压，有利地这样来构造上部的壳部件，即使得上部的壳部件在其使用状态中这样包围环过滤元件的至少一个区域、尤其环过滤元件的端部盘、尤其环凹槽，即使得上部的壳部件形成配对件以用于密封(参见图2和3)。
在这样的实施例中，即在其中径向的密封区域和轴向的密封区域如上面描述的那样借助于限定的力被挤压，使得密封元件能够在其使用状态中
- 相对于周围环境来密闭第一或上部的壳部件的内空间、尤其净化侧，
- 相对于周围环境来密闭壳体的内空间、尤其布置在环过滤元件和壳体之间的初始侧，以及
- 相对于净化侧来密闭初始侧。
在一种优选的改进方案中(环)过滤元件的覆盖元件具有至少一个从过滤元件的内部中导引出来的、尤其远离过滤元件延伸的、尤其管形的、构造成用于引开被净化的流体、尤其净化空气的净化流体导开元件。所述净化流体导开元件的与过滤元件背离的端部面构造为用于曲轴箱通风系统的阀的密封面或具有用于曲轴箱通风系统的阀的密封面。优选地密封面构造为用于压力调节阀的阀关闭体、尤其用于压力调节阀的包围阀关闭体的阀关闭体密封元件的阀座。因此除了导开或引开被净化的流体的功能之外净化流体导开元件还承担了另外的功能、即密封功能。
在此密封面是基本上平的并且没有毛刺，其中密封面的端部、边界或边缘能够被倒圆。此外密封面优选地实施成绕圈的、尤其圆圈的。
如所描述的那样通过将密封面布置在净化流体导开元件处使得密封面和由所述密封面限定的平面优选地与覆盖元件的轴向的、外部的表面间隔开。所述布置同样限定了阀与覆盖元件的间距。在所述间距之内能够有利地结构空间适宜地来布置油分离器壳的净化流体排放部，在其中可装入过滤元件。因此对于流动适宜的总设计而言优选的是，从覆盖元件的轴向的、外部的表面处来测量的净化流体导开元件的长度大约相应于油分离器壳的净化流体排放部的直径。
覆盖元件优选地构造为过滤元件的端部盘。所述端部盘例如通过粘合或焊接与过滤介质在过滤元件的端侧处起密封作用地并且不可松开地连接。覆盖元件优选地由热塑性的塑料、优选地通过注塑制造而成。
净化流体导开元件优选地不可松开地(即不能无破坏地松开)并且起密封作用地与覆盖元件连接，从而使得初始侧与净化侧分隔开。净化流体导开元件特别优选地与覆盖元件构造成整块。
净化流体导开元件和覆盖元件优选地实施成环绕地来关闭。这意味着，净化流体导开元件和覆盖元件如此连接和设计，即除了由密封面来包围的净化流体逸出开口之外在覆盖元件和净化流体导开元件中不存在另外的开口。
净化流体导开元件优选地为椭圆柱体的、尤其圆柱体的、尤其直的管。所述管具有关闭的柱体的壁部和两个敞开的端部，其中在一个、与覆盖元件背离的端部处来构造密封面并且另一个端部与覆盖元件连接，从而形成了与过滤介质或过滤体的内空间的流体的连接。端部优选地垂直于中轴线来定向。
在一种特别优选的改进方案中使得覆盖元件构造为环形的端部盘，构造为管的净化流体导开元件在背离过滤介质的一侧上远离所述端部盘来延伸。
净化流体元件和覆盖元件优选地形成L-或T形的横截面。
本发明的过滤元件的一种优选的实施例具有这样的净化流体导开元件，所述净化流体导开元件的端部面这样构造成平的和/或没有毛刺的，即使得所述端部面能够用作用于曲轴箱通风系统的压力调节阀的阀关闭体的密封面、尤其用作阀座。
本领域技术人员尤其在在带有集成的压力调节器或带有集成的压力调节阀的曲轴箱通风系统中进行使用的情况下会重视本发明的过滤元件。即过滤元件能够借助于根据本发明的密封面除了将油从气雾中进行分离之外还承担另一功能、即压力调节的部分功能。在此过滤元件的密封面能够用作用于压力调节阀的阀关闭体的阀座。即密封面能够构造成，参与调节曲轴箱压力、尤其限制曲轴箱通风系统的负压。
本发明的过滤元件的密封面实现了，相较于例如在文件DE 10 2013 005 624 A1和WO 2005 088 417 A1中公开的现有技术(在其中压力调节阀的阀座布置在曲轴箱通风系统的壳侧壁处)而明显减少曲轴箱通风系统的结构空间。由此能够由于根据本发明的过滤元件的密封面使得构造成用于调节曲轴箱压力的压力调节阀的构件被容纳到曲轴箱通风系统的上部的壳部件中。
另外的结构空间减少能够以下面的方式来实现，即过滤元件设计成，从外向内被穿流并且在过滤介质的内部中具有构造成用于引开被净化的流体的空心空间。由此相反于现有技术(在其中过滤介质从内向外被穿流)不必设置有通道，借助于所述通道使得流体能够到达到过滤介质的内部中。
布置在过滤介质的内部中并且构造成用于引开流体的空心空间有利地直接地与净化流体导开元件连接或直接地转入净化流体导开元件的构造成用于引开流体的空心空间。
为了将过滤介质构造成相对于从外部作用于过滤介质的力尽可能稳定，使得过滤介质有利地具有椭圆的、尤其圆形的横截面。在曲轴箱通风系统的一种有利的实施方式中曲轴箱通风系统的由至少一个壳部件形成的并且构造成用于容纳过滤介质的壳也具有椭圆的、尤其圆形的横截面。
作为过滤介质能够原则上来安装每个任意的材料、尤其例如由金属纤维、玻璃纤维和/或合成纤维、例如由聚酯制成的无纺织物。同样可实现提及的材料的组合。此外过滤介质能够(如在文件DE 10 2011 016 893 A1中所描述的那样)构造为聚结介质。优选地过滤元件构造为环形的聚结元件。为此过滤元件优选地具有构造为无纺织物的过滤介质，所述过滤介质优选地多次地并且由此多层地环形地围绕支撑管周围卷绕。这意味着，过滤介质优选地构造为至少一个无纺织物卷绕物。为了稳定化和密闭另外优选地在端侧分别设置有覆盖元件、优选地构造为端部盘。
油分离器优选地如所描述的那样构造为聚结过滤器。曲轴箱通风系统能够构造为封闭的曲轴箱通风系统(在其中净化泄漏气体被引回到燃烧过程中)或能够构造为敞开的曲轴箱通风系统。
当密封面、净化流体导开元件和覆盖元件如优选地构造成整块时，过滤元件的密封面是特别稳定的并且能够特别简单地来制造。
与此独立地或与此联系地在本发明的过滤元件的一种优选的实施例中使得密封面和/或端部盘由机械上固定的和/或坚硬的材料形成、例如由带有35%玻璃纤维的聚酰胺66(PA 66 GF35)制成。
为了改善压力调节阀的密封性，使得阀关闭体至少在其能够布置成与过滤元件的阀座接触的区域处具有至少一个构造成弹性的阀关闭体密封元件。
阀关闭体的密封元件有利地基本上具有至少一个弹性体。尤其阀关闭体密封元件能够由至少一个弹性体、例如由乙烯-丙烯酸-橡胶(AEM)和/或由尤其氢化的腈橡胶([H]NBR)和/或由丙烯酸-橡胶(ACM)形成。相较于现有技术(在其中阀座和阀关闭体的密闭仅仅通过硬的构件来进行)，能够通过弹性地构造阀关闭体密封元件来显著改善压力调节阀的密封度。
在本发明的油分离器的一种有利的实施例中密闭软到硬地来进行。由此例如使得阀关闭体和净化流体导开元件、尤其阀座，基本上由带有35%玻璃纤维的聚酰胺66(PA 66 GF35)形成以及使得阀关闭体密封元件基本上由乙烯-丙烯酸-橡胶(AEM)和/或由丙烯酸-橡胶(ACM)形成。
压力调节阀的密封度能够此外以下面的方式来改善，即阀关闭体的密封元件固定地或不可松开地与阀关闭体连接、尤其借助于至少一个注塑方法来施加到阀关闭体上。即阀关闭体密封元件和阀关闭体有利地形成一个单元。在本发明的一种有利的实施方式中使得阀关闭体密封元件不是如从现有技术中已知的那样连结到阀体中，而是阀体由阀关闭体密封元件包围注塑并且与阀关闭体密封元件形成一个固定的单元。
即本发明相对于现有技术的油分离器的一种有利的实施例的另外的划界标准是，阀关闭体和阀关闭体密封元件固定地与彼此连接。阀关闭体密封元件在此与阀关闭体形成一个固定的单元，这改善了密封度。
压力调节阀的特别高的密封度还能够以下面的方式来实现，即阀关闭体在其面向阀座的区域处、尤其在其能够布置成与过滤元件的阀座接触的区域处构造成扁的或平的。与此相反地在现有技术中阀关闭体在其面向阀座的区域处通常碟形拱弯地来构造。即相反于在现有技术中的碟形状，本发明的油分离器的一种优化的实施例的阀关闭体、尤其阀关闭体密封元件具有扁的或平的形状，其强烈地改善了密闭特性。
与此独立地或与此联系地本发明的油分离器的一种特别有利的实施例相对于例如在图12中示出的现有技术具有的优点是，压力调节阀的构件或压力调节器位于壳上部部件中。
本发明的一种有利的特点是，单元过滤元件尤其能够形成用于阀关闭体的端位置。
本发明的另一特点是，过滤元件优选地能够承担如下两个功能：
1. 将油从气体中进行分离
2. 压力调节的部分功能。
附图说明
如已经在上面讨论的那样，存在使得本发明的教导以有利的方式来设计和改进的各种可行性。为此一方面参阅从属于权利要求1以及权利要求5的权利要求，另一方面在下面尤其按照通过图1至10说明的实施例来进一步阐述本发明的另外的设计方案、特征和优点。其中：
图1以透视的图示示出了用于根据本发明的带有压力调节阀的曲轴箱通风系统的一种实施例；
图2以纵截面图示利用用于带有根据本发明的过滤元件和密封元件的油分离器的实施例示出了源自图1的曲轴箱通风系统；
图3以纵截面图示示出了源自图2的油分离器的细节视图；
图4示出了朝源自图2的油分离器的俯视图；
图5以透视的图示示出了源自图2的油分离器的压力调节阀的阀关闭体和阀关闭体密封元件；
图6以纵截面图示示出了源自图2的阀关闭体和阀关闭体密封元件；
图7以透视的图示示出了源自图2的油分离器的阀关闭体、回位弹簧和压力调节器插入件；
图8以透视的分解图示示出了用于带有根据本发明的密封元件的过滤元件的一种实施例的构件；
图9以透视的分解图示示出了布置在在图1中示出的曲轴箱通风系统的壳遮盖件中的构件；
图10以细节视图示出了源自图1的曲轴箱通风系统的压力调节阀，其中标记了加载阀关闭体的力；
图11示出了用于曲轴箱压力取决于紧邻源自图1的曲轴箱通风系统的压力调节阀的输出侧处的负压的调节特征线的一种实施例；
图12示出了根据现有技术的油分离器；以及
图13示出了源自图12的根据现有技术来构造的油分离器的侧视图。
相同的或类似的设计、元件或特征在图1至12中设有相同的附图标记。
附图标记列表
10 过滤介质、尤其无纺织物卷绕物
12 由过滤介质10包围的内空间或空心空间
20 待过滤的流体的流动方向、尤其穿流过滤介质10的初始流体500的流动方向，在本发明中参见图2和3
30 过滤介质10的遮盖面
32 过滤介质10的外罩面
40 过滤介质10的覆盖元件、尤其过滤介质10的面向净化流体排放部212的端部盘
42 过滤介质10的另外的覆盖元件、尤其过滤元件100的面向油排放部230的端部盘
44 端部盘40的构造成用于固定密封元件60的固定轮廓
46 端部盘40的支撑轮廓，参见图8
50 净化流体导开元件、尤其构造成用于引开净化流体的罩或接管、例如构造成管形的净化流体导开元件
52 本发明的过滤元件100的密封面、尤其阀座
52' 在现有技术中的阀座(图12,13)
60 根据本发明的密封元件（参见图2,3和8）、尤其过滤元件密封件、例如以用于相对于过滤元件100的净化侧来密闭过滤元件100的初始侧以及以用于相对于周围环境来密闭过滤器壳的内空间
60'' 用于密封元件、尤其用于过滤元件密封件的第二实施例，根据现有技术参见图12
62 另外的过滤元件密封件、尤其O形环
64 密封元件60的径向起密封作用的区域、尤其密封元件60的在过滤器壳之内被挤压的区域
66 密封元件60的轴向起密封作用的区域、尤其密封元件60的在第一壳部件210和另外的壳部件220之间被挤压的区域
70 过滤元件100的支撑元件、尤其中间管
100 过滤元件、尤其环过滤元件、例如可更换的过滤元件或替换元件
110 环过滤元件100或壳体220的纵轴线，参见图8
120 环过滤元件100或壳体220的半径，参见图8
130 旋转轴线，参见图2
200 本发明的曲轴箱通风系统的油分离器(图1至4,9和10)
200' 现有技术的油分离器(图12,13)
210 油分离器200的第一或上部的壳部件、尤其油分离器200的过滤器壳的壳遮盖件
212 本发明的油分离器200的净化流体排放部、尤其第一或上部的壳部件210的净化流体排放部
212' 现有技术的油分离器的净化流体排放部(图12,13)
214 压力调节阀覆盖元件
220 本发明的油分离器200的另外的或第二或下部的壳部件(图1至3和10)、尤其油分离器200的过滤器壳的壳体
220' 源于现有技术的油分离器200'的下部的壳部件(图12,13)
222 本发明的油分离器200的用于初始流体、尤其用于含油的气体、例如用于含油的空气的进入部(图1,2和4)
222' 现有技术的油分离器的用于初始流体、尤其用于含油的气体、例如用于含油的空气的进入部(图12,13)
230 油排放部
240 本发明的过滤元件100的净化空间或净化侧
240' 根据现有技术的过滤元件的净化空间或净化侧，参见图12
250 本发明的过滤元件100的初始空间或初始侧
250' 根据现有技术的过滤元件的初始空间或初始侧，参见图12
310 本发明的油分离器200的阀关闭体、尤其调节销
310' 现有技术的阀关闭体、尤其调节销(图12,13)
311 突起部、尤其从阀关闭体向上突出的、钩状的突起部，回位弹簧330能够作用于所述突起部，其中突起部优选地与阀关闭体构造成整块
312 阀关闭体的用于贴靠在过滤元件100的密封面52处的尤其用于关闭阀的贴靠面
320 阀关闭体密封元件、尤其包围阀关闭体320的薄片、例如在阀关闭体310和第一壳部件210之间延伸的薄片
320' 现有技术的阀关闭体密封元件(图12,13)
330 本发明的油分离器200的回位弹簧
330' 现有技术的回位弹簧(图12,13)
340 布置在阀关闭体310、尤其阀关闭体密封元件320和密封面52之间的流动通道
350 构造用于压力调节的插入件
410 曲轴箱通风系统的壳
500 初始流体、尤其含油的气体、例如含油的空气
510 净化流体、尤其净化气体、例如净化空气
600 由在净化空气排放部212中存在的压力、尤其抽吸压力、例如吸取负压施加的力
610 由在过滤介质10的内空间12中存在的压力、尤其曲轴箱压力施加的力
620 由回位弹簧330施加的力
700 第一调节特征线的区域、所述区域的斜率取决于尺寸、尤其取决于面积比例AM/AD
702 第二调节特征线的区域、所述区域的斜率取决于尺寸、尤其取决于面积比例AM/AD
710 第一调节特征线与Y轴线的交点，所述交点示出了在打开的压力调节阀的情况下的压力损失
712 第二调节特征线与Y轴线的交点，所述交点示出了在打开的压力调节阀的情况下的压力损失
720 第一调节特征线的取决于压力弹簧或回位弹簧330的弹簧刚度的转折点
722 第二调节特征线的取决于回位弹簧330的压力弹簧或回位弹簧330的弹簧刚度的转折点
800 过压阀
AM 薄片320的横截面面积
AD 密封面52的内直径ØD的横截面面积或净化流体导开元件50的与过滤元件100背离的端部面的内直径的横截面面积
ØM 薄片320的横截面直径
ØD 密封面52的横截面内直径或净化流体导开元件50的与过滤元件100背离的端部面的内直径。
具体实施方式
图1以透视的视图示出了仅仅示意性地表示的曲轴箱410，所述曲轴箱410包括曲轴箱通风系统的油分离器200。曲轴箱410为内燃机的组成部分。内燃机能够安装在机动车中。油分离器200构造为用于源自曲轴箱410的内空间的含油的空气的油分离器。含油的空气在这样的应用中通常混以燃烧气体，所述燃烧气体从气缸中作为泄漏气体逸出到曲轴箱中。这种混合物通常还被称作为曲轴箱气体，其中在当前为了简化继续使用空气这一概念。
油分离器200包括基本上椭圆柱体的、尤其圆柱体的过滤器壳，所述过滤器壳由第一过滤器壳部件210、即壳遮盖件，和第二过滤器壳部件220、即壳体组合而成。第二过滤器壳部件220具有用于含油的空气500的进入部222。在过滤器壳中布置有过滤元件100，所述过滤元件100包括由布置成环形、例如圆环形或椭圆环形的过滤材料制成的至少一个过滤介质10，参见图2。过滤元件100在图1中通过过滤器壳来遮盖并且因此设有成虚线的附图标记线。在过滤器壳210,220之内使得空气500(相应的空气流20在图2中通过箭头来表示)借助于过滤介质10被过滤。产生的净化空气510从由过滤介质10包围的内空间12(图2)中通过过滤元件100的净化空气导开元件50引导至壳遮盖件210的净化空气排放部212并且从净化空气排放部212返回地引导到内燃机的进气系中。被分离的油通过油排放部230被引开。
为了将曲轴箱负压限制到限定的值上，使得油分离器200具有压力调节阀。例如在图2和3中示出的压力调节阀具有阀关闭体310，所述阀关闭体310由阀关闭体密封元件320、优选地如在此示出的那样由薄片来包围。
在薄片320的与阀关闭体310背离的端部处使得薄片320与第一过滤器壳部件210连接、例如夹入到第一过滤器壳部件210中。备选地薄片320还能够在过滤器壳部件210和覆盖元件214之间来夹持。优选地薄片(如在当前描述的实施方式中)在第一过滤器壳部件210和插入件350之间被卡住，所述插入件350还另外优选地形成弹簧330的下部的止挡部。插入件350具有开口，从而周围环境压力能够作用于薄片320和阀关闭体310。
为了关闭压力调节阀使得所述压力调节阀具有布置在过滤元件100处的阀座52。相反于在图12和13中示出的现有技术使得在图2,3,8和10中示出的过滤元件100具有实施为端部盘的覆盖元件40，所述覆盖元件40在其与过滤元件100背离的端部面处具有密封面52，其中通过使阀关闭体密封元件320或阀关闭体310能够优选地利用阀薄片320或关闭体310的贴靠面312(参见图6)尤其为了关闭阀而起密封作用地到达贴靠到密封面52处的方式，使得所述密封面52设置成用于密闭压力调节阀52,310,320,330。
薄片320构造成，相对于周围环境空气压力来密闭净化空气排放部212和过滤介质10的内空间12并且可轴向运动地保持阀关闭体。
阀关闭体310(如在图10中示出的那样)相对于阀座52可运动。在示出的截面视图的左侧上示出了阀的关闭的状态，在此阀关闭体310利用圆环形的贴靠面312(参见图6)优选地如所示出的那样轴向地贴靠在密封面52处，在截面的右侧上使得阀关闭体310与密封面52间隔开，从而阀是打开的。压力调节阀52,310,320,330构造成，通过净化流体导开元件50流走的流体的通流量或体积流借助于阀关闭体310相对于阀座52的运动、尤其通过由在密封面52和阀关闭体310之间的缝隙形成的流动通道340的横截面的变化来控制。
压力调节阀这样来构造，即薄片320在其面向过滤元件100或壳内部的一侧上在由直径ØM和ØM限定的圆环面积AM的区域中加载有在净化空气排放部212中存在的压力600，阀关闭体310在其面向过滤元件100或壳内部的一侧上在由密封面52的内直径ØD限定的圆面积AD的区域中加载有在过滤介质10的内空间12中存在的压力610。此外在背离过滤元件100或壳内部的一侧上使得薄片320和阀关闭体310由周围环境压力来加载。此外优选地设置有回位弹簧330，其使薄片320和/或阀关闭体310加载有在打开方向上作用的、即远离过滤元件100指向的力。在压力调节阀覆盖元件214和/或插入件350中的至少一个开口引起了，在薄片的背侧上存在周围环境压力，这种通风实现了，压力调节阀能够不潮湿地来工作。
在阀关闭体310的与过滤元件100背离的一侧处(如已经描述的那样)优选地布置有回位弹簧330。回位弹簧330使得阀关闭体310和/或布置在其处的薄片320加载有远离阀座52指向的力620(参见图10)。压力弹簧或回位弹簧330用于，保证阀关闭体310的静止位置。静止位置相应于阀关闭体310的这样的位置，在所述位置中回位弹簧330的力与曲轴箱压力610的力和抽吸压力600的力的总和刚好一样大。
在从过滤介质10的内空间12到净化空气排放部212的路径上净化流体流过布置在阀关闭体310、尤其布置在阀关闭体310处的薄片320，和阀座52之间的流动通道340(参见图3和10)，所述流动通道340优选地如当前那样具有环缝隙的形状。通过阀关闭体310相对于阀座52的相对的运动可改变或可调校所述流动通道340的直径。
随着在净化空气排放部212中或在压力调节阀的输出侧上的下降的压力使得薄片320进行在阀罩或阀座52的方向上的行程运动并且由此减少了流动通道340的横截面。由此压力调节阀通过阀座52的流动阻抗提高了。
通过薄片320和密封面52或净化流体导开元件50的与过滤元件100背离的端部面的内直径的直径横截面比例ØM,ØD能够调整压力调节阀的调节特性。薄片320的横截面直径ØM(在当前的实施例中由薄片320的滚动点（Rollpunkt）来限定)和密封面52的横截面内直径ØD在图10中示出。
如果
a) 回位弹簧330的力F
b) 减去源自大气的压力和曲轴箱压力610的差压力∆p乘以横截面面积AD(由阀座52的内直径ØD来限定)
c) 减去源自大气的压力和抽吸压力600的差压力∆p乘以横截面面积AM(由在薄片320的横截面直径ØM和阀座52的内直径ØD之间的环来限定)得到零，
则阀关闭体310处于静止位置(关闭位置)中。
即以缩写形式为
0=F回位弹簧330-F(曲轴箱压力610)-F(抽吸压力600)
=F回位弹簧330-∆p(大气的压力-曲轴箱压力)*AD-∆p(大气的压力-抽吸压力)*AM
回位弹簧330阻止了，已经在小的抽吸负压600的情况下由发动机的进气系或涡轮增压器持久地封闭薄片320。此外能够借助于回位弹簧330来改变压力调节特性的位置。这意味着，在更硬的回位弹簧330的情况下使得抽吸负压600能够更强烈地作用于曲轴箱并且使得曲线向下转移。
图11示出了压力调节阀的示例性的调节特征线。在Y轴线上以百帕斯卡[hPa]示出了在用于初始流体的进入部222中或在初始侧250上存在的压力、尤其曲轴箱压力。在X轴线上以百帕斯卡[hPa]示出了在净化空气排放部212中存在的压力、尤其吸取负压。第一调节特征线(其在图11中利用成实线的线来示出)示出了在在压力调节阀中100升每分钟的体积流的情况下的压力比例。第二调节特征线(其在图11中利用成虚线的线来示出)示出了在在压力调节阀中20升每分钟的体积流的情况下的压力比例。示例性示出的两个调节特征线的调节范围处在-2 hPa至-28 hPa的范围中。两个调节特征线的利用附图标记700,702标记的区域的斜率取决于阀座52和薄片320的面积比例AD和AM。两个调节特征线与Y轴线的利用附图标记710和712来标记的交点示出了在打开的压力调节阀的情况下的压力损失。
如在图11中示出的那样，油分离器200的压力损失还影响压力调节曲线的位置，其中随着增加的压力损失或体积流也使得压力调节曲线的位置上升。相反地在更小的体积流的情况下曲轴箱压力下降。
薄片320和密封面52的横截面直径ØM和ØD的比例影响压力调节曲线的斜率700,702。如果在曲轴箱中相对于大气存在有负压并且在此克服回位弹簧330的预紧，则薄片320向着密封面52运动并且流动阻抗提高。
当吸取负压600是足够大的并且回位弹簧330被压挤时，才引起曲线进展折弯并且最终引起曲轴箱压力的最小。
在还更高的吸取负压的情况下可观察到在过滤介质的内空间12中的压力610、尤其曲轴箱压力的轻微的上升。在所述运行区域中薄片320以间隔方式封闭阀的吸取侧并且因此节制或中断体积流。这种中间的压力高于最小压力，因为在封闭的阀座52和更强大的吸取负压600的情况下在曲轴箱中的压力610必须相应更高，以便使得薄片320抵抗在阀座52的外侧上作用的吸取负压再次从所述阀座52处抬起。
油分离器200能够出于安全原因具有过压阀800(图1)。所述过压阀能够例如如在文件DE 10 2013 005 624 A1中描述的那样来构造。
图8示出了根据本发明的过滤元件100的一种实施例的构件。所述过滤元件100构造成用于在图1中示出的曲轴箱通风系统。过滤元件100具有覆盖元件、尤其端部盘40。所述端部盘40覆盖过滤介质10的面向净化流体排放部212的遮盖面30(参见图3)并且与所述过滤介质10起密封作用地连接，由此流体穿流过滤介质10直到过滤介质10的内空间12中。过滤元件100构造为环形的聚结元件。为此过滤元件100如优选地具有构造为无纺织物的过滤介质10，所述过滤介质10多次地并且由此多层地环形地围绕中间管70(也称为支撑管)周围卷绕。中间管70是可穿流的并且因此具有开口。这能够例如通过格栅形的实施方案(如在图8中示出的那样)借助于孔板或类似的实施方案来实现。过滤介质10构造为无纺织物卷绕物。为了稳定化和密闭使得所述无纺织物卷绕物例如借助于粘合或焊接如优选地在端侧分别与实施为端部盘的覆盖元件40,42起密封作用地连接。由此聚结元件构建有卷绕的无纺织物原则上与其它的过滤元件不同，所述其它的过滤元件规定成用于将固体微粒从流体(如空气或油)中进行分开并且通常具有成褶皱的过滤介质。
在净化流体导开元件50处的密封面52与覆盖元件40的轴向的、外部的表面间隔开。由此桥接了对于净化流体排放部212而言所需的轴向的结构空间。从覆盖元件40的轴向的、外部的表面处测量的净化流体导开元件50的长度相应于上部的壳部件210的净化流体排放部212的直径。由此能够实现流动适宜的总设计，在其中密封面52定位在覆盖元件40处或在过滤元件100处不会随之带来缺点。
覆盖元件40在在图2,3和8中详细地示出的实施方式中如优选地构造为过滤元件100的端部盘。所述端部盘例如通过粘合或焊接与过滤介质在过滤元件的端侧处起密封作用地并且不可松开地连接。覆盖元件40优选地由热塑性的塑料、优选地通过注塑制造而成。
净化流体导开元件50在在图2,3和8中详细地示出的实施方式中构造成与覆盖元件40如优选地整块地起密封作用地连接。
净化流体导开元件50如同样在图中示出的那样优选地为圆柱体的、直的管。所述管具有关闭的柱体的壁部和两个敞开的端部，其中在一个、与覆盖元件背离的端部处来构造密封面52并且另一个端部与覆盖元件40连接，从而形成了与过滤介质10或过滤体的内空间12的流体的连接。端部优选地垂直于中轴线来定向。
在在图2,3和8中详细地示出的实施方式中如优选地使得覆盖元件40构造为环形的端部盘，构造为管的净化流体导开元件50在背离过滤介质10的一侧上与覆盖元件构造成整块地远离所述端部盘来延伸。净化流体元件和覆盖元件优选地如示出的那样形成基本上L形或备选地T形的横截面。
曲轴箱通风系统具有两个空间（所述两个空间必须与彼此分隔开），即具有于其上存在有未净化的Blow-By气体的初始侧250或初始空间，以及具有于其上存在有被净化的气体的净化侧240或净化空间。此外初始空间250和净化空间240必须附加地与大气分隔。为了仅仅利用一个密封件来解决所述任务，使得例如在图8中示出的过滤元件100具有构造为组合密封件的密封元件、即过滤元件密封件60，其实现了使所有的三个区域相互分隔。
即过滤元件密封件60(参见图2,3和8)用于密闭
- 过滤元件100的初始侧250相对于过滤元件100的净化侧240，
- 壳上部部件210的内空间相对于周围环境空气压力，以及
- 壳下部部件220的内空间相对于周围环境空气压力。
在图2,3和8中示出的过滤元件密封件60相对于源自现有技术的过滤元件密封件的一种特别的优点是功能上地解除联结两个密封功能、即一方面相对于周围环境来密闭过滤器壳210,220的内空间以及另一方面相对于净化侧240来密闭初始侧250。两个在图2和8中示出的密封区域、即径向起密封作用的区域64和轴向起密封作用的区域66，在它们的功能上独立地并且仍然在一个部件、即密封元件60中被集成。
即在图2,3和8中示出的过滤元件密封件60具有借助于限定的力径向地被挤压的区域64和借助于限定的力轴向地被挤压的区域66，其中径向地被挤压的区域64和轴向地被挤压的区域66与彼此连接并且形成连贯的密封元件，所述密封元件满足两个独立的密封功能。密封力由本领域技术人员通过设计密封件参数E模量、密封件尺寸和密封缝隙尺寸来限定。
限定的径向的密闭能够以下面的方式来提供，即在在图2,3和8中示出的油分离器200中使得过滤元件密封件60借助于限定的力径向地在壳上部部件210和端部盘40之间被挤压。这有利地以下面的方式来实现，即使得壳上部部件210延伸直至端部盘40的高度，即端部盘40布置成在壳上部部件210的壳边缘之上。
径向起密封作用的区域64能够根据O形环的类型来构造(参见图2和3)。轴向起密封作用的区域66尤其以带有基本上矩形的横截面的隆起部的形式来构造并且另外优选地具有两个处于相对的密封面，所述两个处于相对的密封面与壳上部部件210和下部的壳部件220处于起密封作用的接触并且在壳部件之间轴向地被挤压。在所述情况中过滤元件密封件60由O形环和轴向的密封件组合而成，所述O形环和轴向的密封件结合地来制造。
有利地借助于连接接片来实现起密封作用的区域64,66的间隔开，所述连接接片连接两个起密封作用的区域。连接接片优选地具有L形的横截面，如可在图2,3和8中看到的那样。这意味着，从形成空心柱体的形状并且与径向起密封作用的区域64连接的第一支腿和连接接片区段处，另一支腿径向向内或向外突出，其因此形成圆环盘形的、第二连接接片区段并且与轴向起密封作用的区域66连接。这实现了，例如通过使壳上部部件或壳遮盖件具有在密封元件60的区域中同样部分区段地L形的横截面的方式，使得壳上部部件210能够在狭窄的结构空间区域中提供独立的、与起密封作用的区域相对应的密封面，其中轴向的支腿提供用于密封元件的径向起密封作用的区域的贴靠面并且径向的支腿提供用于密封元件的轴向起密封作用的区域的贴靠面。
在过滤介质10的内空间12中能够布置有构造为用于过滤介质10的支撑元件的中间管70。中间管支撑过滤介质10并且保护所述过滤介质10免受垮塌。
为了确保，流体穿流过滤介质10直到过滤介质10的内空间12中，使得过滤元件100在其面向油排放部230的端部处具有另一覆盖元件42、尤其另一端部盘42。
为了相对于过滤元件的初始侧来密闭过滤元件的净化侧使得另外的覆盖元件42(其同样优选地作为端部盘、尤其作为带有用于油排出的中央的开口的敞开的端部盘)能够关联有例如构造为O形环的、另外的过滤元件密封件62以用于相对于壳部件220来密闭另外的覆盖元件42。所述另外的过滤元件密封件62优选地径向地在外部布置在另外的覆盖元件42处。
图9以分解图示示出了压力调节器的布置在上部的壳部件210中的构件。密封面52也是压力调节器的构件。因为密封面52布置在过滤元件100处，故所述密封面52在图8中示出。
阀关闭体310和薄片320在压力调节时执行竖直的行程运动(参见图9)。在所述竖直的行程运动中使得阀关闭体310和薄片320朝着过滤元件100以及远离过滤元件来运动。
属于在图9中示出的压力调节器的构件的是：
- 带有通向地球大气的开口的、构造成用于覆盖第一壳部件210的压力调节元件覆盖元件214，
- 阀关闭体310，
- 薄片320，
- 优选地至少一个布置在薄片320和阀关闭体310之间的、构造用于压力调节的插入件350，
- 回位弹簧330，以及
- 第一壳部件210。
回位弹簧330布置在阀关闭体310的背离阀座52的一侧上并且在下部支撑在插入件350上，所述插入件350优选地同样具有开口。因此回位弹簧330位于大气侧上。阀关闭体310具有优选地至少一个并且特别优选地(如在当前示出的那样)三个或四个突起部311，所述突起部311突出穿过通过插入件350的至少一个开口。因此回位弹簧能够优选地轴向地夹持在插入件350和这个突起部或这些突起部311、尤其在突起部的端部处的钩之间。以这种方式使得回位弹簧330能够施加打开的、尤其远离密封面52指向的力到阀关闭体上。
图12和13示出了根据现有技术的曲轴箱通风系统的油分离器200'的一种实施例。所述油分离器200'的压力调节器位于第二壳部件220'的一侧处。阀关闭体310'具有碟形状。阀座52'在此喷注到壳外侧处。在阀座52'和阀关闭体310'之间的密闭硬到硬地（尤其由于两个构件的相同的材料）发生。阀座52'和阀关闭体310'的可与阀座52'置于接触的区域的相同的原料的这种组合消极地影响密闭特性。
根据一种有利的实施方式设置成，回位弹簧330在本发明的在图1至11中示出的实施例中位于大气侧上。优选地回位弹簧在此受保护地位于由在一侧上的薄片320和阀关闭体310以及在另一侧上的压力调节阀覆盖元件214形成的空间中。通过在流体流之外的布置来保护弹簧免受由于包含在流体流中的、沉积在弹簧上的污染而引起的影响。
相反于在图2和3中示出的过滤介质100，流体根据现有技术从内向外穿流在图12中示出的过滤介质。流体的流动方向借助于箭头来标记。
以代替组合密封件的方式，在图12中示出的曲轴箱通风系统为了相对于周围环境来密闭过滤元件100的净化侧240并且为了相对于过滤元件100的净化侧240来密闭过滤元件100的初始侧250而具有两个被分隔的O形环60''。
- 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞！