DE10249740B4

DE10249740B4 - Connecting piece for the crankcase ventilation of an internal combustion engine

Info

Publication number: DE10249740B4
Application number: DE2002149740
Authority: DE
Inventors: Arno Wunderlich; Frank Dieterle; Klaus-Peter Krüger; Thomas Wasserbäch; Werner Gschwindt; Joachim Kelm; Hartmut Winter; Klemens Strauss; Sven Ritzke; Oliver Fischer; Ivano Morgillo; Klaus Schweikert; Jürgen Stehlig
Original assignee: Dr Ing HCF Porsche AG; Mahle Filtersysteme GmbH; Woco Industrietechnik GmbH
Current assignee: Dr Ing HCF Porsche AG; Mahle Filtersysteme GmbH; Woco Industrietechnik GmbH
Priority date: 2002-10-25
Filing date: 2002-10-25
Publication date: 2009-02-19
Anticipated expiration: 2022-10-26
Also published as: DE10249740A1

Abstract

Verbindungsstutzen (10) für die Kurbelgehäuseentlüftung einer Brennkraftmaschine, mit einem Flanschabschnitt (12), in dem eine elektrische beheizbare Metallhülse (24) aufgenommen ist, an deren Außenmantelseite mindestens ein elektrischer Heizwiderstand (30) befestigt ist, der über einen elektrischen Anschluss (22) mit Strom versorgbar ist, wobei die Metallhülse (24) auf ihrer Außenmantelseite im Bereich des Heizwiderstandes (30) Ringnuten aufweist, in denen zur Abdichtung gegenüber dem Flanschabschnitt (12) elastische Dichtringe (26, 28) eingesetzt sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Metallhülse (24) an einer ersten Stirnseite einen konisch verlaufenden Endabschnitt (35) und an einer zweiten Stirnseite einen Kragen (36) aufweist, an dem eine Montage- und/oder Positionierhilfe in Form von zwei auf der Kragenaußenseite ausgebildeten Aussparungen (38, 40) vorgesehen ist.connecting pieces (10) for the crankcase ventilation a Internal combustion engine, with a flange portion (12) in which a electric heatable metal sleeve (24) is received, on the outer shell side at least one electrical heating resistor (30) is attached, which has a electrical connection (22) can be supplied with power, wherein the metal sleeve (24) on its outer shell side has in the region of the heating resistor (30) annular grooves in which for sealing against the Flange portion (12) elastic sealing rings (26, 28) used are, characterized in that the metal sleeve (24) at a first end face a tapered end portion (35) and at a second End face has a collar (36) on which a mounting and / or Positioning aid in the form of two on the collar outside formed recesses (38, 40) is provided.

Description

Die Erfindung betrifft einen Verbindungsstutzen für die Kurbelgehäuseentlüftung einer Brennkraftmaschine nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The The invention relates to a connecting piece for the crankcase ventilation a Internal combustion engine according to the preamble of patent claim 1.

In der US-PS 6,062,206 sind verschiedene Ausführungen eines elektrisch beheizbaren Verbindungsstutzens zur Erwärmung der aus dem Kurbelgehäuse abgeführten Blowby-Gase dargestellt und beschrieben. Der an der Sauganlage der Brennkraftmaschine befestigte Verbindungsstutzen weist eine Metallhülse auf, an der mit einer Stromquelle verbundene Heizwiderstände befestigt sind. Der Verbindungsstutzen wiederum besteht aus Kunststoff o. ä. Material und unterscheidet sich daher von seinem Wärmeausdehnungsverhalten gegenüber der Metallhülse. Das kann dazu führen, dass sich zwischen der im Verbindungsstutzen eingesetzten Metallhülse und dem Verbindungsstutzen mit der Zeit Dichtspalte bilden, über die Blowby-Gas-Bestandteile zu den Heizwiderständen bzw. den elektrischen Anschlussleitungen vordringen. Die mit aggressiven Bestandteilen wie Schwefel, Säure oder Kraftstoff versehenen Blowby-Gase können die Heizwiderstände beschädigen bzw. zur Korrosion führen; der sich erhöhende Übergangswiderstand bzw. der durch das „Elektrolyt" entstehende Nebenwiderstand bürgt eine Brandgefahr, die letztendlich zum Totalausfall der Brennkraftmaschine führen kann.In the U.S. Patent 6,062,206 various embodiments of an electrically heatable connecting piece for heating the discharged from the crankcase blow-by gases are shown and described. The attached to the intake of the internal combustion engine connecting piece has a metal sleeve, are attached to the connected to a power source heating resistors. The connecting piece in turn consists of plastic o. Ä. Material and therefore differs from its thermal expansion behavior relative to the metal sleeve. As a result, sealing gaps may form over time between the metal sleeve inserted in the connecting piece and the connecting piece, through which blow-by gas components penetrate to the heating resistors or the electrical connecting leads. The blowby gases with aggressive components such as sulfur, acid or fuel can damage the heating resistors or lead to corrosion; the increasing contact resistance or the resistance created by the "electrolyte" guarantees a risk of fire, which can ultimately lead to total failure of the internal combustion engine.

Aus der EP 1 249 647 A2 ist eine Abdichtung für ein mit Kunststoff umspritztes Metallteil bekannt, wobei zwischen dem Metallteil und dem Kunststoff zumindest ein das Metallteil zumindest bereichsweise umgebendes Element aus elastischem Material angeordnet ist.From the EP 1 249 647 A2 is a seal for a molded plastic with metal part known, between the metal part and the plastic at least one metal part at least partially surrounding element of elastic material is arranged.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein zuverlässiges und dauerhaltbares Abdichtungssystem für die elektrischen Heizwiderstände des Verbindungsstutzens zu entwickeln.task The invention therefore provides a reliable and durable sealing system for the electrical heating resistors to develop the connecting piece.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.These The object is achieved by the Characteristics of claim 1 solved.

Der erfindungsgemäße Verbindungsstutzen zeichnet sich dadurch aus, dass die Metallhülse an einer ersten Stirnseite einen konisch verlaufenden Endabschnitt und an einer zweiten Stirnseite einen Kragen aufweist, an dem eine Montage- und/oder Positionierhilfe in Form von zwei auf der Kragenaußenseite ausgebildeten Aussparungen vorgesehen ist.Of the inventive connecting piece draws characterized in that the metal sleeve at a first end face a tapered end portion and at a second end face a collar on which an assembly and / or positioning aid in the form of two formed on the collar outside recesses is provided.

Damit wird trotz des unterschiedlichen Wärmeausdehnungsverhaltens von Verbindungsstutzen und Metallhülse die Entstehung von Dichtspalten zuverlässig verhindert. Das Abdichtungskonzept zeichnet sich neben seiner Zuverlässigkeit und Dauerhaltbarkeit durch einen einfachen und fertigungsprozesssicheren Aufbau aus.In order to is despite the different thermal expansion behavior of Connecting piece and metal sleeve Reliably prevents the formation of sealing gaps. The sealing concept stands apart from its reliability and durability through a simple and production process safe construction.

Weitere, die Erfindung ausgestaltende Merkmale sind in den Unteransprüchen aufgeführt.Further, the invention ausgestaltende features are listed in the dependent claims.

Auf vorteilhafte Art und Weise sind auf der Außenmantelseite der Metallhülse im Bereich des Heizwiderstandes Ringnuten vorgesehen, in denen elastische Dichtringe aufgenommen sind. Die Dichtringe bestehen aus einem Silikonmaterial, das auch bei extremen Minustemperaturen (bis –35°C) seine Grundelastizität beibehält.On advantageous manner are on the outer shell side of the metal sleeve in the area the heating resistor provided annular grooves in which elastic sealing rings are included. The sealing rings are made of a silicone material, which retains its basic elasticity even at extreme minus temperatures (down to -35 ° C).

Die Heizwiderstände sind vorzugsweise als PTC-Elemente ausgebildet, die auf der Außenmantelseite der Metallhülse beispielsweise aufgelötet oder aufgeklebt sind.The heating resistors are preferably formed as PTC elements on the outer shell side the metal sleeve for example, soldered or are glued on.

Die Metallhülse weist einen konisch verlaufenden Endabschnitt auf, der beim Einsetzen in den Kunststoff – Verbindungsstutzen leicht eingepresst wird. Damit ist die Metallhülse verliersicher im Flanschabschnitt des Verbindungsstutzens gehalten.The metal sleeve has a tapered end portion which upon insertion in the plastic connecting piece is pressed slightly. Thus, the metal sleeve is captive in the flange held the connecting piece.

Der auf der anderen Stirnseite der Metallhülse ausgebildete Kragen weist eine Montage- und/oder Positionierhilfe in Form von zwei auf der Kragenaußenseite vorgesehenen Aussparungen auf. Damit ist u. a. sicher gestellt, dass die an den PTC-Widerständen befestigten Kontaktelemente mit den im Flanschabschnitt des Verbindungsstutzens eingebrachten Kontaktelementen korrespondieren.Of the has on the other end face of the metal sleeve formed collar an assembly and / or Positioning aid in the form of two on the collar outside provided recesses. This is u. a. made sure that at the PTC resistors fastened contact elements with the introduced in the flange portion of the connecting piece Contact elements correspond.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, das nachfolgend näher beschrieben ist.In the drawing is an embodiment of Invention, which is described in more detail below.

Es zeigen:It demonstrate:

1 ein Ansaugmodul einer Brennkraftmaschine mit einem daran befestigten Verbindungsstutzen für die Kurbelgehäuseentlüftung, 1 an intake module of an internal combustion engine with a connection socket for the crankcase ventilation attached thereto,

2 der Verbindungsstutzen in isometrischer Ansicht, 2 the connecting piece in isometric view,

3 eine Ansicht auf den Verbindungsstutzen von unten, 3 a view of the connecting piece from below,

4 einen Schnitt entlang der Linie IV-IV in 3, 4 a section along the line IV-IV in 3 .

5 einen Schnitt entlang der Linie V-V in 3, 5 a section along the line VV in 3 .

6 einen Schnitt entlang entlang der Linie VI-VI in 3 und 6 a section along the line VI-VI in 3 and

7 eine Draufsicht auf den Verbindungsstutzen. 7 a plan view of the connection piece.

Beschreibung des AusführungsbeispielesDescription of the embodiment

In 1 ist ein Ansaugmodul 2 für eine als V8-Motor ausgebildete Brennkraftmaschine dargestellt, bei dem die über ein Drosselklappengehäuse 4 angesaugte Verbrennungsluft den einzelnen Zylindern über entsprechende Einzel-Saugrohre 6a bis 6h zugeführt wird. Über ein sog. Fuel-Rail 8 werden die einzelnen Zylinder mit Kraftstoff versorgt. Wie in 1 weiterhin erkennbar, ist – in Strömungsrichtung der Verbrennungsluft gesehen – unmittelbar hinter dem Drosselklappengehäuse 4 ein im Ansaugmodulgehäuse befestigter Verbindungsstutzen 10 für die Kurbelgehäuseentlüftung der Brennkraftmaschine vorgesehen. Wie allgemein bekannt ist, werden die bei der Verbrennung im Kurbelgehäuse entstehenden Blowby-Gase im geschlossenen Kreislauf der Sauganlage der Brennkraftmaschine wieder zugeführt. Der Verbindungsstutzen 10 weist einen Flanschabschnitt 12 auf, der in eine nicht dargestellte Öffnung im Ansaugmodul 2 eingesteckt ist und über zwei O-Dichtringe 14 und 16 gegenüber der Gehäuseöffnung abgedichtet ist. Der aus Kunststoff bestehende Verbindungsstutzen 10 weist einen ersten Anschlussstutzen 18 für einen externen Leitungsabschnitt (nicht dargestellt) der Kurbelgehäuseentlüftung, einen zweiten Anschlussstutzen 20 für die Tankentlüftung sowie eine ebenfalls einstückig aus dem Verbindungsstutzen 10 herausgebildete elektrische Anschlusshülse 22 für die Stromversorgung der im Flanschabschnitt 12 vorgesehenen Heizwiderstände auf, deren Aufbau und Anordnung nachfolgend noch näher erläutert werden.In 1 is a suction module 2 illustrated for a designed as a V8 engine internal combustion engine, in which via a throttle body 4 sucked combustion air to the individual cylinders via corresponding individual intake pipes 6a to 6h is supplied. About a so-called fuel rail 8th The individual cylinders are supplied with fuel. As in 1 Furthermore recognizable, is - seen in the flow direction of the combustion air - immediately behind the throttle body 4 a connection piece fastened in the intake module housing 10 provided for the crankcase ventilation of the internal combustion engine. As is generally known, the blowby gases produced during combustion in the crankcase are fed back to the intake system of the internal combustion engine in the closed circuit. The connection piece 10 has a flange portion 12 on, in an unillustrated opening in the intake module 2 is plugged in and over two O-rings 14 and 16 is sealed off from the housing opening. The plastic connecting piece 10 has a first connecting piece 18 for an external line section (not shown) of the crankcase breather, a second connection piece 20 for tank ventilation as well as one piece from the connection piece 10 formed electrical connection sleeve 22 for the power supply in the flange section 12 provided heating resistors, whose structure and arrangement will be explained in more detail below.

Im Flanschabschnitt 12 ist eine Metallhülse aufgenommen, die im vorliegenden Ausführungsbeispiel aus Bronze besteht. Die Bronzehülse 24 weist auf ihrer Außenmantelseite zwei Ringnuten auf, in denen Fluor (FVMQ)-Silikon-Dichtringe 26 und 28 eingelegt sind. Zwischen den beiden Dichtringen 26 und 28 sind am Außenumfang der Bronzehülse 24 elektrische Heizwiderstände 30 befestigt, die im vorliegenden Ausführungsbeispiel als PTC-Widerstände an der Bronzehülse 24 angelötet sind. An den PTC-Widerständen 30 sind Kontaktstege 32 befestigt, die im Flanschabschnitt 12 integrierte Kontaktfedern 34 umgreifen. Die Kontaktfedern 34 sind mit den elektrischen Anschlüssen der Anschlussbuchse 22 verbunden.In the flange section 12 a metal sleeve is received, which consists in the present embodiment of bronze. The bronze sleeve 24 has on its outer shell side two annular grooves in which fluorine (FVMQ) silicone gaskets 26 and 28 are inserted. Between the two sealing rings 26 and 28 are on the outer circumference of the bronze sleeve 24 electrical heating resistors 30 attached, in the present embodiment as PTC resistors to the bronze sleeve 24 are soldered. At the PTC resistors 30 are contact bridges 32 attached in the flange section 12 integrated contact springs 34 embrace. The contact springs 34 are with the electrical connections of the connection socket 22 connected.

Der hinter dem Dichtring 26 ausgebildete Endabschnitt 35 der Metallhülse 24 verläuft leicht konisch und ist zusammen mit der im Flanschabschnitt 12 vorgesehenen Öffnung so dimensioniert, dass die Metallhülse 24 beim Einsetzen in den Verbindungsstutzen 10 an dieser Stelle eine Presspassung eingeht. Damit ist die Metallhülse 24 verliersicher im Verbindungsstutzen 10 gehalten. Am anderen stirnseitigen Ende weist die Metallhülse 24 einen Kragen 36 auf, an dessen Stirnseite zwei Aussparungen 38 und 40 ausgebildet sind, die als Montage- und/oder Positionierhilfe beim Einsetzen der Metallhülse 24 in den Flanschabschnitt 12 vorgesehen sind.The one behind the sealing ring 26 trained end section 35 the metal sleeve 24 runs slightly conical and is together with the flange section 12 provided opening so dimensioned that the metal sleeve 24 when inserting into the connecting piece 10 at this point a press fit is received. This is the metal sleeve 24 captive in the connecting piece 10 held. At the other front end, the metal sleeve 24 a collar 36 on, on whose front side two recesses 38 and 40 are formed, as mounting and / or positioning aid when inserting the metal sleeve 24 in the flange section 12 are provided.

Am Verbindungsstutzen 10 ist weiterhin ein geschlossenes Befestigungsauge 42 und ein offenes Befestigungsauge 44 vorgesehen, die in Abhängigkeit von der verwendeten Ansaugmodulausführung wahlweise der Befestigung des Verbindungsstutzens 10 am Ansaugmodul 2 dienen. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel wird der Verbindungsstutzen 10 über das offene Befestigungsauge 44 mit einer Schraube 46 am Ansaugmodul 2 befestigt.At the connection pipe 10 is still a closed fastening eye 42 and an open fastening eye 44 provided, depending on the Ansaugmodulausführung used optionally the attachment of the connecting piece 10 at the intake module 2 serve. In the present embodiment, the connecting piece is 10 over the open fastening eye 44 with a screw 46 at the intake module 2 attached.

Der beheizbare Verbindungsstutzen 10 für die Kurbelgehäuseentlüftung der Brennkraftmaschine stellt sicher, dass bei der Vermischung von Blowby-Gasen mit kalter Ansaugluft die Einleitstelle in der Sauganlage nicht zufriert; diese Gefahr besteht dann, wenn die in das Ansaugmodul eingeleiteten Blowby-Gase kondensieren und das Kondensat aufgrund der kalten Ansaugluft gefriert. Deshalb wird beispielsweise bei einer Umgebungstemperatur von ≤ 3° C über ein Steuergerät (Motronik) die Beheizung des Verbindungsstutzens 10 aktiviert. Durch einen getakteten Betrieb kann in Abhängigkeit von der Umgebungstemperatur die Heizleistung gesteigert werden, so dass beispielsweise unterhalb einer Umgebungstemperatur von –12°C die volle Heizleistung zur Verfügung gestellt wird. Die aufgrund der Bestromung der PTC-Widerstände 30 erzeugte Wärme wird auf die Bronzehülse 24 übertragen, deren guten Wärmeleiteigenschaften sicherstellen, dass eine Vereisung in dem kritischen Bereich zwischen Einleitstelle der Blowby-Gase in das Ansaugmodul verhindert wird.The heated connection piece 10 for the crankcase ventilation of the internal combustion engine ensures that when mixing blowby gases with cold intake air, the discharge point in the intake system does not freeze; this danger exists when the blow-in gases introduced into the intake module condense and the condensate freezes due to the cold intake air. Therefore, for example, at an ambient temperature of ≤ 3 ° C via a control unit (Motronik), the heating of the connecting piece 10 activated. By a clocked operation, the heating power can be increased depending on the ambient temperature, so that, for example, below an ambient temperature of -12 ° C, the full heating power is provided. The due to the energization of the PTC resistors 30 heat generated is on the bronze sleeve 24 whose good heat conduction properties ensure that icing in the critical region between the point of discharge of the blow-by gases into the intake module is prevented.

Claims

Connecting piece ( 10 ) for the crankcase ventilation of an internal combustion engine, with a flange portion ( 12 ), in which an electrically heatable metal sleeve ( 24 ) is received, on whose outer jacket side at least one electrical heating resistor ( 30 ), which is connected via an electrical connection ( 22 ) is supplied with power, wherein the metal sleeve ( 24 ) on its outer jacket side in the region of the heating resistor ( 30 ) Has annular grooves, in which for sealing against the flange ( 12 ) elastic sealing rings ( 26 . 28 ) are used, characterized in that the metal sleeve ( 24 ) at a first end face a conically extending end portion ( 35 ) and on a second end face a collar ( 36 ), on which an assembly and / or positioning aid in the form of two formed on the collar outer side recesses ( 38 . 40 ) is provided.

Connecting piece according to claim 1, characterized in that the sealing rings ( 26 . 28 ) consist of silicone.

Connecting piece according to claim 1 or 2, characterized in that the heating resistor (s) ( 30 ) are formed as PTC resistors, which on the outer shell side of the metal sleeve ( 24 ) are soldered.

Connecting piece according to one of the preceding claims, characterized in that on the / the heating resistors ( 30 ) Contact bridges ( 32 ) are mounted in the flange portion ( 12 ) integrated contact springs ( 34 ) for the electrical connection.

Connecting piece according to one of the preceding claims, characterized in that a first connecting piece ( 18 ) is provided for an external line section of the crankcase ventilation.

Connecting piece according to claim 5, characterized in that a second connecting piece ( 20 ) is provided for a tank ventilation.