DE10062552A1 - Schmierölkreislauf - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Schmierölkreislauf einer Brennkraftmaschine (1), welche einen Nachfüllbehälter (2) und eine Nachfülleitung (3) zur Führung eines Ölstromes (4) vom Nachfüllbehälter (2) zum Schmierölkreislauf (5) aufweist. Es ist ein abhängig von der Ölmenge im Schmierölkreislauf (5) gesteuertes Stellglied (6) in der Nachfülleitung (3) vorgesehen, welches als Dosiereinrichtung (7) zur Nachfüllung fest vorgegebener Teilmengen (8) von Schmieröl (9) ausgebildet ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Schmierölkreislauf mit den Merkmalen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

In einem Schmierölkreislauf von Brennkraftmaschinen, insbe­ sondere bei Kraftfahrzeugen hat das darin zirkulierende Schmieröl eine Vielzahl von Aufgaben zu erfüllen. Neben der vorrangigen Aufgabe einer hinreichenden und in allen Be­ triebszuständen zuverlässigen Schmierung der Schmierstellen kommt dem Schmieröl auch eine bedeutende Aufgabe im Wärme­ haushalt der Brennkraftmaschine sowie bei der Bindung von Verbrennungsprodukten wie Ruß oder dergleichen zu. Bei der Auslegung des Schmierölkreislaufes muß dabei häufig ein Kompromiß eingegangen werden, der diese teils widersprüch­ lichen Anforderungen berücksichtigt.

Bei der verbreiteten Ausführung des Schmierölkreislaufes mit einem Ölsumpf wird in diesem ein Ölvorrat gehalten, aus dem Schmieröl zu den Schmierstellen mittels einer Ölpumpe gefördert wird. Von den Schmierstellen tropft das Schmieröl ab und wird im Ölsumpf wieder gesammelt. Ein weiterer Teil des Schmieröls wird als Ölnebel oder über Ölspritzen an weitere Schmierstellen gefördert, von denen ebenfalls das Schmieröl zurück in die Ölwanne beziehungsweise in den Öl­ sumpf tropft. Der Ölvorrat ist dabei so bemessen, daß neben einer zuverlässigen Schmierung auch eine hinreichende Küh­ lung wärmekritischer Stellen gewährleistet ist. Ein hinrei­ chend bemessener Schmierölvorrat kann des weiteren eine entsprechende Menge von Rußpartikeln binden, bevor ein Öl­ wechsel erforderlich ist. Ein entsprechend groß bemessener Ölvorrat erfordert beim Kaltstart jedoch eine unter Umstän­ den beträchtliche Aufwärmzeit bis zum Erreichen der ge­ wünschten Betriebstemperatur.

Aus der DE 43 27 262 C1 sind verschiedene Ausbildungen ei­ nes Schmierölkreislaufes für eine Brennkraftmaschine be­ kannt, bei der in einem separaten Ölnachfüllbehälter Schmieröl bevorratet wird, während im eigentlichen Schmier­ ölkreislauf nur eine minimal erforderliche Menge von Schmieröl zirkuliert. Durch gewöhnlichen Ölverbrauch be­ dingte Verlustmengen im Schmierölkreislauf können aus dem Nachfüllbehälter ausgeglichen werden. Des weiteren ist ein gelegentlicher Austausch von Schmieröl aus dem Schmieröl­ kreislauf mit dem frischen Schmieröl im Ölnachfüllbehälter vorgesehen, wodurch die Schadstoffkonzentration des Schmieröles im Schmierölkreislauf über einen vergleichs­ weise langen Zeitraum gering gehalten werden kann, und wo­ durch die Ölwechselintervalle erheblich verlängert werden können. Durch die geringe Menge des im Schmierölkreislauf zirkulierenden Schmieröles kann eine Verkürzung der Warm­ laufzeit erzielt werden. Die Steuerung einer Ölnachfüllung aus dem Nachfüllbehälter über Magnetventile mittels einer Zeitsteuerung ist jedoch relativ ungenau, da die Durchfluß­ menge durch das Ventil innerhalb eines vorgegebenen Zeit­ raumes erheblich vom Öldruck und der Ölviskosität abhängt.

Eine Regelung dieses Vorganges in Verbindung mit einer Ölstandsmessung zur Vermeidung einer Überfüllung setzt eine entsprechende Präzision der Messung voraus.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Schmieröl­ kreislauf bereitzustellen, bei dem Schmieröl in einfacher und zuverlässiger Weise aus einem Nachfüllbehälter nachge­ füllt werden kann.

Die Aufgabe wird durch einen Schmierölkreislauf mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Dazu wird vorgeschlagen, das Stellglied in der Nachfüllei­ tung vom Nachfüllbehälter zum Schmierölkreislauf als Do­ siereinrichtung auszubilden, mittels derer fest vorgegebene Teilmengen von Schmieröl in den Schmierölkreislauf nachge­ füllt werden können. Dazu wird entweder kontinuierlich oder in bestimmten Zeitabständen die Ölmenge im Schmierölkreis­ lauf beispielsweise durch eine Ölstandsmessung im Ölsumpf gemessen. Als Meßzeitpunkt eignen sich besonders ein gleichmäßiger Betriebszustand der Brennkraftmaschine bei­ spielsweise bei einem Ampelstopp, bei dem ohne Verfälschung durch dynamische Prozesse eine Ölstandsmessung präzise vor­ genommen werden kann. Wird dabei festgestellt, daß die Öl­ menge im Schmierölkreislauf einen vorgegebenen Grenzwert unterschritten hat, so wird mit der Dosiereinrichtung eine fest vorgegebene Teilmenge von Schmieröl abgemessen und über die Nachfülleitung in den Schmierölkreislauf geführt. Durch die Dosierung der Nachfüllmenge in fest vorgegebenen Teilmengen kann auf eine aufwendige Regelung oder Steuerung des Nachfüllprozesses verzichtet werden. Bei einer entspre­ chenden konstruktiven Bemessung der Teilmengen beispiels­ weise im Bereich von einem viertel Liter bis zu einem hal­ ben Liter pro Nachfüllvorgang kann einerseits eine hinrei­ chende Nachfüllung erzielt und andererseits eine Überfül­ lung vermieden werden.

Die Dosiereinrichtung ist zweckmäßig konstruktiv so ausge­ legt, daß sie mit dem Nachfüllbehälter im Eingriff steht. Dadurch kann die Dosierung direkt im Nachfüllbehälter er­ folgen, ohne daß eine aufwendige Zuleitung erforderlich ist. Dabei ist die Dosiereinrichtung vorteilhaft derart ausgebildet, daß sie eine Längsachse mit einer vertikalen Komponente aufweist, entlang derer mehrere zueinander ver­ setzt angeordnete, wahlweise betätigbare Entnahmestellen vorgesehen sind. Durch den vertikalen Versatz der Entnahme­ stellen wird das Volumen des Nachfüllbehälters in Teilmen­ gen aufgeteilt, wobei durch sukzessives Betätigen der ein­ zelnen Entnahmestellen, angefangen bei der in Schwerkraft­ richtung gemessen obersten Entnahmestelle und von dort nacheinander über die jeweils nächst tieferliegende Entnah­ mestelle bei einem Nachfüllvorgang die jeweiligen, zwischen zwei Entnahmestellen liegenden Teilmengen des Schmieröles aus dem Nachfüllbehälter in den Schmierölkreislauf gefüllt werden.

In einem einfachen konstruktiven Aufbau können die Entnah­ mestellen dadurch einzeln betätigbar sein, daß die Dosier­ einrichtung eine feststehende Steuerwand und einen relativ zur Steuerwand verschieblichen Dosieraktuator umfaßt. Mit nur einem Aktuator können dabei durch die Relativverschie­ bung des Dosieraktuators gegenüber der Steuerwand jede der vorhandenen Entnahmestellen nach Wunsch betätigt werden. Als einfache und gleichzeitig wirkungsvolle technische Lö­ sung hat sich dabei eine Ausbildung der Steuerwand als Füh­ rungsrohr herausgestellt, in dem der Dosieraktuator relativ dazu drehbar geführt ist.

Insbesondere ist dabei eine Ausbildung des Dosieraktuators als Dosierrohr zweckmäßig, an dem eine Reihe von spiralför­ mig entlang seiner Längsachse angeordnete, die Entnahme­ stellen bildende Entnahmebohrungen vorgesehen sind. Das Führungsrohr weist einen Längsschlitz auf, wobei durch Dre­ hung des Dosierrohres jeweils eine Entnahmebohrung mit dem Längsschlitz in Überdeckung gebracht werden kann. Durch die spiralförmige Anordnung der Entnahmebohrungen steht abhän­ gig vom Verdrehwinkel des Dosierrohres jeweils eine mehr oder weniger hoch beziehungsweise tiefliegende Entnahmeboh­ rung mit dem Längsschlitz in Überdeckung. Dabei kann das im Nachfüllbehälter bevorratete Schmieröl durch den Längs­ schlitz und die jeweilige in Überdeckung stehende Entnahme­ bohrung solange in den Schmierölkreislauf abfließen, bis der Ölpegel im Nachfüllbehälter die Entnahmebohrung er­ reicht hat und kein weiterer Ölnachfluß stattfinden kann. Beim jeweils nächsten Nachfüllvorgang wird das Dosierrohr einen weiteren Winkelschritt weitergedreht, so daß die in Gewichtskraftrichtung gemessen nächst tiefere Entnahmeboh­ rung mit dem Längsschlitz des Führungsrohres zur Überdec­ kung gebracht wird. Das Schmieröl fließt erneut durch den Längsschlitz und die nun nächst tiefere Entnahmebohrung in den Schmierölkreislauf, bis der Ölpegel im Nachfüllbehälter erneut die betätigte Entnahmebohrung erreicht hat. Durch die Differenz zwischen dem nun eingestellten Ölpegel und dem durch die nächst höher liegende Entnahmebohrung be­ stimmten Ölpegel der vorhergehenden Nachfüllung ist die Nachfüll-Teilmenge präzise und zuverlässig dosiert.

Die Entnahmebohrungen sind dabei vorteilhaft in bezüglich der Umfangsrichtung des Dosierrohres in gleichmäßigem Win­ kelabstand zueinander angeordnet, so daß für die Drehung des Dosierrohres ein einfacher Antrieb mit gleichmäßigen Winkelschritten eingesetzt werden kann. Bezüglich der axia­ len Richtung des Dosierrohres sind die Entnahmebohrungen zweckmäßig derart zueinander beabstandet, daß durch ihre axiale Position das Volumen des Nachfüllbehälters in je­ weils etwa gleichgroße Teilmengen aufgeteilt ist. Dadurch kann konstruktiv die nachzufüllende Teilmenge für alle An­ forderungen optimal ausgelegt werden, wobei dann bei jedem einzelnen Nachfüllvorgang die Nachfüllung eben dieser opti­ mierten Teilmenge sichergestellt ist.

In einer vorteilhaften Ausbildung weist der Dosieraktuator an seinem stirnseitigen, dem Schmierölkreislauf zugewandten Ende eine insbesondere konisch ausgeführte Dichtfläche auf zur Anlage an einem entsprechenden Dichtsitz im Führungs­ rohr. Dabei ist der Dosieraktuator axial verschieblich der­ art ausgebildet, daß seine Dichtfläche bedarfsweise vom Dichtsitz angehoben werden kann. In dieser Ausbildung wirkt der Dosieraktuator als Absperrventil, das während des ge­ wöhnlichen Betriebes der Brennkraftmaschine ein unbeabsichtigtes Nachfließen von Schmieröl aus dem Nachfüllbehälter verhindert. Während des oben beschriebenen Nachfüllvorgan­ ges wird der Dosieraktuator mit seiner Dichtfläche axial vom Dichtsitz angehoben, in dessen Folge die abgemessene Teilmenge von Schmieröl in den Schmierölkreislauf abfließen kann. Nach Beendigung des Nachfüllvorgangs wird die Dicht­ fläche zur Anlage gebracht, wo der Dosieraktuator in seiner Ruheposition bis zum nächsten Nachfüllvorgang verbleibt.

Zur Verminderung des Steuerungsaufwandes sind dabei die Axialbewegung des Dosieraktuators an dessen Drehbewegung gekoppelt, so daß zur Erzeugung des Nachfüllvorganges für beide Bewegungskomponenten kombiniert nur ein Steuerimpuls erforderlich ist. Die Kopplung der beiden Bewegungskompo­ nenten erfolgt dabei zweckmäßig auf mechanischem Wege. In einer vorteilhaften Ausbildung ist dazu am Dosieraktuator eine Axialnockenscheibe vorgesehen, die durch eine Druck­ feder gegen eine feststehende Nutenplatte verspannt ist. In der Ruheposition ruht ein axial hervorstehender Nocken der Axialnockenscheibe in einer Nut der Nutenplatte, während gleichzeitig die oben beschriebene Dichtfläche an ihrem Dichtsitz anliegt. Beim Nachfüllvorgang wird die oben be­ schriebene Drehbewegung des Dosieraktuators initiiert, wo­ bei der axial hervorstehende Nocken aus seiner Ruheposition in der Nut der Nutenplatte herausgleitet und dabei die Axi­ alnockenscheibe gegen die Federkraft der Druckfeder anhebt. Durch das Anheben der Axialnockenscheibe wird der mit ihr verbundene Dosieraktuator mit seiner Dichtfläche vom Dicht­ sitz angehoben. In dieser Position verbleibt die Dosierein­ richtung solange, bis das Ölniveau im Nachfüllbehälter durch Abfließen des Schmieröles zumindest näherungsweise die aktivierte Entnahmebohrung erreicht hat. Anschließend wird der Dosieraktuator in seine Ruheposition zurückge­ dreht, wobei die Druckfeder die Nockenscheibe mit ihren Axialnocken in die Nut der Nutenplatte zurückdrückt und da­ bei die Dichtfläche des Dosieraktuators gegen ihren Dicht­ sitz preßt. Mit der beschriebenen Vorrichtung insbesondere in Verbindung mit dem beschriebenen Verfahren kann mit ein­ fachen technischen Mitteln und durch eine einfache Winkel­ steuerung des Dosieraktuators zuverlässig eine Ölnachfül­ lung in präzise dosierten Teilmengen erfolgen.

Die Winkelsteuerung des Dosieraktuators kann einfach und kostengünstig mittels eines Schrittmotors erfolgen.

In einer vorteilhaften Weiterbildung umfaßt die Dosierein­ richtung auch einen Ölstandssensor, mittels dessen der Ölstand im Nachfüllbehälter gemessen werden kann. Nach Ent­ leeren des Nachfüllbehälters kann über eine entsprechende Anzeigevorrichtung beispielsweise am Armaturenbrett des Kraftfahrzeuges dem Fahrer die Notwendigkeit einer Ölnach­ füllung angezeigt werden. Bei der Nachfüllung der letzten Teilmenge aus dem Nachfüllbehälter ist im Schmierölkreis­ lauf der Brennkraftmaschine zunächst wieder eine hinrei­ chende Menge von Schmieröl vorhanden, in dessen Folge noch eine beträchtliche risikolos nutzbare Betriebszeit dem Fah­ rer zur Verfügung steht. Bei gleichzeitiger Signalisierung der Entleerung des Nachfüllbehälters hat der Fahrer dadurch einen komfortablen Zeitraum, innerhalb dessen er die Öl­ nachfüllung vornehmen kann.

Vorteilhaft ist die genannte Dosiereinrichtung in einem Schmierölkreislauf mit einer Rückführleitung vom Schmieröl­ kreislauf zum Nachfüllbehälter vorgesehen. Mittels einer derartigen Anordnung kann neben einem Nachfüllvorgang zum Ausgleich von Ölverlusten auch ein Ölaustausch vorgenommen werden, in dem rußhaltiges Öl aus dem Schmierölkreislauf mit Frischöl aus dem Nachfüllbehälter vermischt wird, und wodurch Ölwechselintervalle beträchtlich verlängert werden können. Dazu wird unabhängig von einer eventuell notwendi­ gen Ölnachfüllung über eine Entnahmestelle der Dosierein­ richtung eine Übermenge von Schmieröl in den Schmieröl­ kreislauf nachgefüllt, wobei überschüssiges Schmieröl aus dem Schmierölkreislauf in den Nachfüllbehälter zurückge­ führt wird und wodurch eine Vermischung der Ölmenge im Schmierölkreislauf und der Ölmenge im Nachfüllbehälter er­ zielt wird.

Die Nachfüllung der genannten Übermenge von Schmieröl kann durch frühzeitiges Betätigen der Dosiereinrichtung in oben beschriebener Weise geschehen, wobei ohne das Vorliegen ei­ nes Ölmangels eine fest bemessene Teilmenge von Öl nachge­ füllt wird und in dessen Folge ein vorgegebener Ölstand überschritten wird. Die entsprechende Überschreitungsmenge wird durch eine geeignete, beispielsweise aus dem Stand der Technik bekannte Rückführleitung in den Nachfüllbehälter zurückgeführt. Mit der genannten Vorrichtung ist auch ein kombiniertes Nachfüllen und Austauschen möglich, in dem beispielsweise anstelle der oben beschriebenen, nächst tiefer liegenden Entnahmebohrung die jeweils übernächste Ent­ nahmebohrung betätigt wird.

In einer weiteren vorteilhaften Ausbildung des Verfahrens wird zur Erzeugung eines Ölaustausches die in Gewichts­ kraftrichtung gemessen unterste Entnahmestelle für einen vorbestimmten Zeitraum betätigt und anschließend die Do­ siereinrichtung zurück in ihre Ruheposition verfahren. Durch die zeitlich begrenzte Öffnung der untersten Entnah­ mebohrung kann wegen des dort anliegenden hohen statischen Drucks eine relativ hohe Durchflußmenge und damit eine kurze Austauschzeit erzielt werden.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden an­ hand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 in einer schematischen Querschnittsdarstellung eine Brennkraftmaschine im Bereich des Motor­ blocks und der Ölwanne mit einem integrierten Nachfüllbehälter und einer Dosiereinrichtung,

Fig. 2 in einer schematischen Längsschnittsdarstellung die Dosiereinrichtung nach Fig. 1,

Fig. 3 eine Querschnittsdarstellung der gleichen Dosier­ einrichtung,

Fig. 4 die Anordnung nach Fig. 2 mit dem Dosierrohr in Nachfüllposition,

Fig. 5 die Anordnung nach Fig. 2 mit dem Dosierrohr in Ölaustausch-Position.

Fig. 1 zeigt in einer Übersichtsdarstellung eine Brenn­ kraftmaschine 1 im Bereich ihres Motorblocks 39 zusammen mit einem schematisch angedeuteten Schmierölkreislauf 5. Der Motorblock 39 weist V-förmig zueinander angeordnete Zy­ linder 37 auf, in denen der Übersichtlichkeit halber nicht dargestellte Kolben mit Pleueln geführt sind zum Antrieb einer ebenfalls nicht dargestellten Kurbelwelle um eine Kurbelwellenachse 38. Die beweglichen Teile der Brennkraft­ maschine 1 werden an ihren beispielhaft angedeuteten Schmierstellen 35 über den Schmierölkreislauf 5 geschmiert. Dazu ist in der durch den Pfeil 28 dargestellten Gewichts­ kraftrichtung unterhalb des Motorblocks 39 eine Ölwanne 36 vorgesehen, in dem Schmieröl 9 bevorratet ist. Das Schmieröl 9 wird über eine Ölpumpe 34 und eine Ölleitung 33 den Schmierstellen 35 zugeführt, von wo es abtropft und wieder in der Ölwanne 36 aufgefangen wird. Zur Messung der Schmierölmenge im Schmierölkreislauf 5 ist in der Öl­ wanne 36 ein schematisch angedeuteter Ölstandsmeßgeber 31 zur Messung des Pegels 56 angeordnet. Anstelle der gezeig­ ten Naßsumpfschmierung kann der im folgenden näher be­ schriebene Schmierölkreislauf 5 auch bei einer Brennkraft­ maschine 1 mit einer Trockensumpfschmierung und einem sepa­ raten Ölbehälter vorgesehen sein, wobei die Messung der Schmierölmenge im Schmierölkreislauf 5 zweckmäßig in diesem separaten Ölbehälter vorgenommen wird.

Die Brennkraftmaschine 1 wird über seitlich am Motor­ block 39 vorgesehene Motorträger 40 in einem nicht darge­ stellten Kraftfahrzeug gehalten. Im gezeigten Ausführungs­ beispiel bilden die hohl ausgeführten Motorträger 40 zusam­ men mit einem ebenfalls hohl ausgeführten Teil des Motor­ blocks 39 einen Nachfüllbehälter 2, in dem ein Ölvorrat 29 aufbewahrt wird. Die Volumina des Nachfüllbehälters 2 im Bereich der beiden gezeigten Motorträger 40 sind über einen Verbindungskanal 41 zusammengeschlossen. Über ein Stell­ glied 6 mit einer integrierten Nachfülleitung 3 kann abhän­ gig von der Ölstandsmessung durch den Ölstandsmeßgeber 31 Schmieröl 9 aus dem Ölvorrat 29 im Nachfüllbehälter 2 in etwa entlang des Pfeiles 4 in die Ölwanne 36 und damit in den Schmierölkreislauf 5 nachgefüllt werden. Das Stell­ glied 6 ist als weiter unten näher beschriebene Dosierein­ richtung 7 ausgebildet, dessen Längsachse 10 eine Rich­ tungskomponente parallel zur Gewichtskraftrichtung 28 auf­ weist.

Von der Ölleitung 33 zweigt eine Rückführleitung 26 ab, die über ein Steuerventil 32 verschließbar ist. Abhängig vom Meßwert des Ölstandsmeßgebers 31 kann bei Überschreitung des Pegels 56 von einem vorgegebenen Maximalwert das Steu­ erventil 32 geöffnet und damit Schmieröl 9 aus dem Schmier­ ölkreislauf 5 entnommen und in den Nachfüllbehälter 2 rück­ geführt werden.

Fig. 2 zeigt in einer vergrößerten Darstellung die Dosier­ einrichtung nach Fig. 1, wobei dessen Längsachse 10 der Einfachheit halber parallel zur Gewichtskraftrichtung 28 gedreht ist. Die Dosiereinrichtung 7 beinhaltet als inte­ gralen Bestandteil die Nachfülleitung 3 vom Nachfüllbehäl­ ter 2 zum Schmierölkreislauf 5 (Fig. 1) zum Nachfüllen von Schmieröl 9 und damit zur Korrektur des Pegels 56. Die Nachfülleitung 3 kann eine separate Nachfülleitung sein, in der ebenfalls separat ausgebildet die Dosiereinrichtung 7 vorgesehen ist. Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Dosiereinrichtung 7 im Bereich des Nachfüllbehälters 2 an­ geordnet und steht mit diesem im Eingriff. Die Dosierein­ richtung 7 weist eine Anzahl von Entnahmestellen 11 auf, die zueinander versetzt entlang der Längsachse 10 angeord­ net sind und die wahlweise betätigt werden können. Die Ent­ nahmestellen 11 können einzeln betätigbare Ventile sein und sind im gezeigten Ausführungsbeispiel als Entnahmebohrun­ gen 16 eines Dosieraktuators 12 ausgebildet. Der Dosierak­ tuator 12 ist gegen eine feststehende Steuerwand 13 ver­ schieblich, wodurch die gewünschten Entnahmestellen 11 be­ tätigt werden können. Dabei können die Steuerwand 13 und der Dosieraktuator 12 beispielsweise als linear gegenein­ ander verschiebliche Lochplatten oder als gelochter Zylin­ der mit einem längsverschieblichen Steuerkolben ausgebildet sein. Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist die feststehende Steuerwand 13 ein Führungsrohr 14, in dem der Dosieraktua­ tor 12 drehbar gelagert ist. Dabei weist das Dosierrohr 15 einen Längsschlitz 17 auf, mit dem die Entnahmestellen 11 zur Überdeckung gebracht werden können. Der Dosieraktua­ tor 12 kann dazu als massiver Stab mit einem System von Vertiefungen, Nuten oder dergleichen ausgebildet sein und ist im gezeigten Ausführungsbeispiel ein Dosierrohr 15, welches Entnahmebohrungen 16 als Entnahmestellen 11 auf­ weist.

Die Entnahmestellen 11 sind spiralförmig am Dosieraktua­ tor 12 angeordnet, so daß durch dessen Drehung jeweils eine ausgewählte Entnahmestelle 11 mit einer gewünschten Höhen­ position bezüglich der Gewichtskraftrichtung 28 mit dem Längsschlitz 17 zur Überdeckung gebracht und damit ausge­ wählt werden kann. Neben den gezeigten Entnahmebohrungen 16 sind im oberen Teil der Dosiereinrichtung 7 weitere Entnah­ mebohrungen 16 vorgesehen; in diesem Bereich ist die Dosiereinrichtung 7 jedoch der besseren Übersichtlichkeit halber durch die Doppellinie 42 angedeutet verkürzt darge­ stellt, in dessen Folge die Entnahmebohrungen 16 in diesem Bereich nicht näher beschrieben sind.

Das Dosierrohr 15 ist über eine Antriebswelle 45 mit einem Schrittmotor 24 verbunden und kann über diesen bedarfsweise in verschiedene vorgegebene und weiter unten näher be­ schriebene Winkelpositionen eingestellt werden. Anstelle des Schrittmotors 24 kann auch ein hydraulischer oder mechanischer Antrieb zweckmäßig sein. Im Bereich der An­ triebswelle 45 ist eine drehfest mit dem Dosierrohr 15 ver­ bundene Axialnockenscheibe 21 vorgesehen, deren in axialer Richtung hervorstehender Nocken 46 in eine entsprechende Nut 47 einer feststehenden Nutenplatte 23 eingreift. Die Einheit aus dem Dosierrohr 15 und der Axialnockenscheibe 21 ist längs verschieblich und mittels einer angedeuteten Druckfeder 22 in Richtung der Nutenplatte 23 gedrückt. Das Dosierrohr 15 weist an seinem in Gewichtskraftrichtung 28 gemessen unteren, also dem Schmierölkreislauf 5 (Fig. 1) zugewandten Ende 18 eine chronisch ausgebildete Dichtflä­ che 19 auf zur Anlage an einem entsprechend ausgebildeten Dichtsitz 20. Die Dosiereinrichtung 7 ist in ihrer Ruhepo­ sition gezeigt, in der der Nocken 46 in der Nut 47 liegt und die Dichtfläche 19 durch den Druck der Druckfeder 22 gegen den Dichtsitz 20 angedrückt ist. In dieser Ruheposi­ tion wirkt die Dosiereinrichtung als Absperrventil 27 in der Nachfülleitung 3.

Die Dosiereinrichtung 7 umfaßt einen Ölstandssensor 25 für den Nachfüllbehälter 2, wobei im gezeigten Ausführungsbei­ spiel der schematisch angedeutete Ölstandssensor 25 im Längsschlitz 17 angeordnet ist.

Fig. 3 zeigt eine schematische Querschnittsdarstellung der Anordnung nach Fig. 2, der zu entnehmen ist, daß die spi­ ralig angeordneten Entnahmebohrungen 16 zueinander in gleichmäßigen Winkeln α angeordnet sind. Durch entspre­ chende gleichmäßige Winkelschritte des Schrittmotors 24 (Fig. 2) können durch eine entsprechende Drehung des Do­ sierrohres 15 im Führungsrohr 14 die jeweils ausgewählte Entnahmebohrung 16 in Überdeckung mit dem Längsschlitz 17 gebracht werden, wodurch eine Verbindung vom Nachfüllbehäl­ ter 2 zur Innenseite des Dosierrohres 15 hergestellt ist.

Fig. 4 zeigt die Anordnung nach Fig. 2, bei der das Dosier­ rohr 15 zusammen mit der Axialnockenscheibe 21 mittels des Schrittmotors 24 in Richtung des Pfeiles 48 verdreht ist. Der Nocken 46 ist dabei aus der Nut 47 rampenförmig herausgeglitten, wodurch mechanisch gekoppelt neben der Drehbe­ wegung das Dosierrohr 15 auch in Richtung des Pfeiles 54 angehoben ist. Anstelle der mechanischen Kopplung der Dreh- und Hubbewegung durch die Axialnockenscheibe 21 und die Nu­ tenplatte 23 kann auch eine separate Anhebung des Dosier­ rohres 15 beispielsweise mittels eines Magneten oder der­ gleichen für zusätzliche Steuerungsaufgaben vorgesehen sein.

In der gezeigten Position ist von den Entnahmebohrungen 16 die ausgewählte Entnahmebohrung 50 aktiviert, in dem sie durch Drehung des Dosierrohres 15 mit dem Längsschlitz 17 im Führungsrohr 14 zur Überdeckung gebracht ist. Durch die mit der Drehbewegung gekoppelte Hubbewegung in Richtung des Pfeiles 54 ist die Dichtfläche 19 von ihrem Dichtsitz 20 abgehoben, in dessen Folge sich ein Ölstrom 4 entlang der gezeigten Pfeile vom Nachfüllbehälter 2 durch die akti­ vierte Entnahmebohrung 50 sowie durch im Bereich des unte­ ren Endes 18 vorgesehene Abflußöffnungen 44 ausbilden kann. Der Ölstrom 4 wird im gezeigten Ausführungsbeispiel durch die Gewichtskraft und damit durch den Druck im Ölvorrat 29 erzeugt. Alternativ oder in Kombination dazu kann auch eine Ölförderpumpe vorgesehen sein. Der Ölstrom 4 fließt dabei solange, bis der Ölvorrat 29 ein unteres Ölniveau 52 etwa in Höhe der aktivierten Entnahmebohrung 50 erreicht hat. Danach kann kein weiteres Schmieröl 9 durch die Entnahmebohrung 50 fließen; das Ölniveau 52 ist also durch die vertikale Position der Entnahmebohrung 50 bestimmt. Zur Vermeidung eines Leckölstromes zwischen dem Dosierrohr 15 und dem Führungsrohr 14 weist das Dosierungsrohr 15 im Bereich zwischen den Entnamebohrungen 16 und den Abflußöff­ nungen 44 einen in Umfangsrichtung verlaufenden Dicht­ bund 43.

Bei einem vorhergehenden Nachfüllvorgang war von den Ent­ nahmebohrungen 16 die Entnahmebohrung 49 solange aktiviert, bis sich in zuvor beschriebener Weise in gleicher Höhe ein oberes Ölniveau 51 eingestellt hat. Aus der Höhendifferenz zwischen den Entnahmebohrungen 49, 50 ergibt sich also für einen Nachfüllvorgang eine Höhendifferenz zwischen dem obe­ ren Ölniveau 51 und dem unteren Ölniveau 52 und daraus eine dosierte Teilmenge 8 von nachgefülltem Schmieröl 9. Weitere Entnahmebohrungen 16 sind so angeordnet, daß sich das je­ weils zugehörige Ölniveau am Beispiel des nächst unteren Ölniveaus 53 so einstellt, daß das Volumen V des Nachfüll­ behälters 2 in jeweils etwa gleich große Teilmengen 8 zur Nachfüllung aufgeteilt ist. Die Teilmenge 8 ist so bemes­ sen, daß der Pegel 56 in der Ölwanne 36 (Fig. 1) innerhalb der vorgesehenen Betriebsgrenzen bleibt, so daß es sich also um eine reine Nachfüllung von verbrauchtem Motoröl 9 handelt. Alternativ kann auch beispielsweise diejenige Ent­ nahmebohrung 16 betätigt werden, in dessen Folge sich das tiefere Ölniveau 53 einstellt, wodurch also zwei Teilmen­ gen 8 dem Schmierölkreislauf 5 (Fig. 1) zugeführt werden. Über den Ölstandsmeßgeber 31 wird dann eine Übermenge an Schmieröl 9 dem Schmierölkreislauf 5 signalisiert und diese Übermenge über die Rückführleitung 26 durch Betätigung des Steuerventiles 32 in den Nachfüllbehälter 2 zurückgeführt. Dadurch wird mittels der Dosiereinrichtung 7 neben der oben beschriebenen Nachfüllung auch ein Ölaustausch zwischen dem Schmieröl 9 des Schmierölkreislaufs 5 und dem Ölvorrat 29 im Nachfüllbehälter 2 vorgenommen.

Nach Beendigung des Nachfüll- oder Austauschvorganges wird das Dosierrohr 15 mittels des Schrittmotors 24 wieder in seine in Fig. 2 dargestellte Ruheposition zurückgedreht, wobei die Druckfeder 22 das Dosierrohr 15 mit seiner Dicht­ fläche 19 gegen den Dichtsitz 20 drückt und die Dosierein­ richtung 7 als Absperrventil 27 wirkt.

Fig. 5 zeigt die Anordnung nach den Fig. 2 und 4, bei der das Dosierrohr 15 in die entgegengesetzte Drehrich­ tung 55 derart gedreht ist, daß von den Entnahmebohrun­ gen 16 die unterste Entnahmestelle 30 in Überdeckung mit dem Längsschlitz 17 im Führungsrohr 14 steht. In dieser Po­ sition stellt sich ein durch die Pfeile 4 dargestellter Öl­ strom 4 ein, der bei einem hinreichend großen Ölvorrat 29 im Nachfüllbehälter 2 solange andauert, wie das Dosier­ rohr 15 in der gezeigten Position belassen wird. Durch eine entsprechend einfach gehaltene Zeitsteuerung des Schrittmo­ tors 24 kann dadurch in ansonsten oben beschriebener Weise eine Übermenge von Schmieröl 9 zur Erzeugung eines Ölaus­ tausches nachgefüllt werden. Nach Beendigung eines vorgeb­ baren Zeitintervalls wirkt das Dosierrohr 15 in die in Fig. 2 beschriebene Position zurückgedreht und damit der Ölstrom 4 unterbunden.

Claims (19)

1. Schmierölkreislauf einer Brennkraftmaschine (1) mit einem Nachfüllbehälter (2), einer Nachfülleitung (3) zur Führung eines Ölstromes (4) vom Nachfüllbehäl­ ter (2) zum Schmierölkreislauf (5) und mit einem ab­ hängig von der Ölmenge im Schmierölkreislauf (5) ge­ steuerten Stellglied (6) in der Nachfülleitung (3), dadurch gekennzeichnet, daß das Stellglied (6) eine Dosiereinrichtung (7) zur Nachfüllung fest vorgegebe­ ner Teilmengen (8) von Schmieröl (9) ist.

2. Schmierölkreislauf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dosiereinrichtung (7) zumindest teilweise innerhalb des Nachfüllbehälters (2) angeordnet ist.

3. Schmierölkreislauf nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Dosiereinrichtung (7) eine mit einer vertikalen Komponente ausgerichtete Längsachse (10) aufweist, entlang derer mehrere zuein­ ander versetzt angeordnete, wahlweise betätigbare Ent­ nahmestellen (11) vorgesehen sind.

4. Schmierölkreislauf nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Dosiereinrichtung (7) eine feststehende Steuerwand (13) und einen relativ zur Steuerwand (13) verschieblichen Dosieraktua­ tor (12) umfaßt, wobei durch die Relativverschiebung des Dosieraktuators (12) gegenüber der Steuerwand (13) die gewünschte Entnahmestelle (11) betätigt wird.

5. Schmierölkreislauf nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerwand (13) ein Führungsrohr (14) ist, in dem der Dosieraktuator (12) drehbar geführt ist.

6. Schmierölkreislauf nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Dosieraktuator (12) als Dosierrohr (15) ausgebildet ist und eine Reihe von spiralförmig entlang der Längsachse (10) angeordneten, die Entnahmenstellen (11) bildende Entnahmebohrungen (16) aufweist, welche durch Drehung des Dosierrohres (15) mit einem Längsschlitz (17) im Führungsrohr (14) zur Überdeckung gebracht werden können.

7. Schmierölkreislauf nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Entnahmebohrungen (16) bezüglich der Umfangsrichtung des Dosierrohres (15) in gleichmäßigen Winkeln (α) zueinander angeordnet sind.

8. Schmierölkreislauf nach Anspruch 5 oder Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Entnahmebohrungen (16) in axialer Richtung derart zueinander beabstandet sind, daß durch ihre axiale Position das Volumen (V) des Nachfüllbehälters (2) in jeweils etwa gleichgroßen Teilmengen (8) aufgeteilt ist.

9. Schmierölkreislauf nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Dosieraktuator (12) an seinem stirnseitigen, dem Schmierölkreislauf (5) zuge­ wandten Ende (18) eine insbesondere konisch ausge­ führte Dichtfläche (19) zur Anlage an einem Dicht­ sitz (20) im Führungsrohr (14) aufweist und daß der Dosieraktuator (12) axial verschieblich zur Anhebung der Dichtfläche (19) vom Dichtsitz (20) ausgerichtet ist.

10. Schmierölkreislauf nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Axialbewegung des Do­ sieraktuators (12) an dessen Drehbewegung gekoppelt ist.

11. Schmierölkreislauf nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Koppelung der beiden Bewegungskomponenten mechanisch erfolgt.

12. Schmierölkreislauf nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß am Dosieraktuator (12) eine Axialnockenscheibe (21) vorgesehen ist, die durch eine Druckfeder (22) gegen eine feststehende Nuten­ platte (23) verspannt ist.

13. Schmierölkreislauf nach einem der Ansprüche 5 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß zur Drehung des Dosierak­ tuators (12) ein Schrittmotor (24) vorgesehen ist.

14. Schmierölkreislauf nach einem der Ansprüche 2 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Dosiereinrichtung (7) einen Ölstandssensor (25) umfaßt.

15. Schmierölkreislauf nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß eine Rückführleitung (26) vom Schmierölkreislauf (5) zum Nachfüllbehälter (2) vorgesehen ist.

16. Verfahren zum Betrieb eines Schmierölkreislaufes nach den Ansprüchen 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Ölmenge im Schmieröl­ kreislauf (5) gemessen und bei Unterschreitung eines vorgegebenen Grenzwertes eine fest vorgegebene Teil­ menge (8) von Schmieröl (9) nachgefüllt wird.

17. Verfahren nach Anspruch 16, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:

• - Während des Betriebes der Brennkraftmaschine (1) verbleibt der Dosieraktuator (12) zunächst in einer Ruheposition, bei der das Stellglied (6) als Ab­ sperrventil (27) zwischen dem Nachfüllbehälter (2) und dem Schmierölkreislauf (5) wirkt.
• - Bei Unterschreiten einer vorgegebenen Ölmenge im Schmierölkreislauf (5) wird der Dosieraktuator (12) derart bewegt, daß die in Gewichtskraftrichtung (28) gemessen oberste, im Ölvorrat (29) des Nach­ füllbehälters (2) eingetauchte Entnahmestelle (11, 49) betätigt wird.
• - Der Dosieraktuator (12) verbleibt in dieser Posi­ tion solange, bis das Ölniveau im Nachfüllbehäl­ ter (2) durch Abfließen den Schmieröles (9) zumin­ dest etwa die betätigte Entnahmestelle (11) er­ reicht hat.
• - Anschließend wird der Dosieraktuator (12) in seine Ruheposition eingestellt.
• - Bei erneuter Unterschreitung der vorgegebenen Öl­ menge im Schmierölkreislauf (5) wird die gegenüber dem vorhergehenden Nachfüllvorgang nächst tiefer­ liegende Entnahmestelle (11) betätigt, welche nun die oberste im Ölvorrat (29) eingetauchte Entnahme­ stelle (50) ist.

18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß mittels der Dosiereinrich­ tung (7) ein Ölaustausch zwischen dem Schmieröl (9) des Schmierölkreislaufes (5) und dem Ölvorrat (29) im Nachfüllbehälter (2) vorgenommen wird, in dem über eine Entnahmestelle (11) eine Übermenge von Schmieröl (9) nachgefüllt und überflüssiges Schmieröl (9) aus dem Schmierölkreislauf (5) in den Nachfüllbehälter (2) zurückgeführt wird.

19. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die in Gewichtskraftrich­ tung (28) gemessen unterste Entnahmestelle (30) für einen vorbestimmten Zeitraum betätigt wird.