DE10159090A1

DE10159090A1 - Ölauffangvorrichtung und Ölpumpe für eine Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE10159090A1
Application number: DE10159090A
Authority: DE
Inventors: Frank Maier
Original assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Current assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Priority date: 2001-12-01
Filing date: 2001-12-01
Publication date: 2003-06-12
Anticipated expiration: 2021-12-02
Also published as: US20030152464A1; US6811383B2; EP1316684A3; ATE294918T1; DE10159090C2; DE50202986D1; JP2003193816A; EP1316684A2; EP1316684B1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Ölauffangvorrichtung und eine Ölpumpe für eine Brennkraftmaschine mit einem unterhalb eines Kurbelgehäuses (8) angeordneten Ölauffanggehäuse (2), das mindestens zwei Ölsammelräume (12, 20) aufweist, wobei in einem ersten Ölsammelraum (12) eine Ölpumpe (10) mit zwei Pumpenstufen (18, 26) angeordnet ist, an deren beiden Absaugstufen (34, 44) jeweils eine Ölabsaugleitung (16, 24) angeschlossen ist, wobei die erste Ölabsaugleitung (16) in den ersten Ölsammelraum eingreift, um das Schmieröl über die Druckseite (36) der ersten Pumpenstufe (18) zu den Verbrauchern zu fördern und dass die zweite mit der zweiten Absaugstufe (44) verbundene Ölabsaugleitung (24) zu einem zweiten Ölsammelraum (20) führt. Es wird vorgeschlagen, dass das Gehäuse (10a) der Ölpumpe (10) auf seiner Oberseite eine mit der Druckseite (46) der zweiten Pumpenstufe (26) verbundene Öffnung (48) aufweist, über die das aus dem zweiten Ölsammelraum (20) abgesaugte Öl in den ersten Ölsammelraum (12) überführt wird. Damit wird auf einfache Art und Weise eine Entschäumung des abgesaugten Schmieröls erreicht.

Description

Die Erfindung geht aus von einer Ölauffangvorrichtung und einer Ölpumpe für eine Brennkraftmaschine nach den Merkmalen der Oberbegriffe der Hauptansprüche.

In der noch nicht veröffentlichten deutschen Patentanmeldung DE 100 14 368.7 ist eine Ölauffangvorrichtung sowie eine darin angeordnete Ölpumpe beschrieben, bei der mit Hilfe einer Doppelölpumpe das in einem hinteren Ölsammelraum befindliche Schmieröl in den eigentlichen Ölsumpf der Brennkraftmaschine gefördert wird, bevor es über eine zweite Druck- bzw. Absaugstufe den Verbrauchern zugeführt wird. Da aus dem hinteren Ölsammelraum auch Luft mit angesaugt wird, ist am Ausgang der zweiten Druckstufe ein Öl/Luftabscheider in Form eines Swirlpots angeordnet, der sicher stellt, dass ein Großteil der Gasanteile vom Schmieröl separiert werden, bevor das Schmieröl in den ersten Ölsammelraum bzw. Ölsumpf zurückgelangt. Dieser Swirlpot benötigt zusätzlichen Bauraum, der in dem Ölauffanggehäuse nur begrenzt zur Verfügung steht und zudem muss sichergestellt werden, dass der am unteren Ende des Öl/Luftabscheiders vorgesehene Ölaustritt sich oberhalb des im Ölsumpf ausgebildeten Ölspiegels befindet.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, Mittel vorzusehen, mit deren Hilfe die von der Ölpumpe angesaugte Luft abgeschieden wird, bevor das Schmieröl den Verbrauchern zugeführt wird. Die Mittel zur Luftabscheidung sollen platzsparend und so ausgebildet sein, dass der sich im Ölführungsgehäuse ausbildende Ölsumpf die Funktionsweise des Luftabscheiders nicht beeinträchtigt.

Die Lösung der Aufgabe erfolgt durch die in den Hauptansprüchen angegebenen Merkmale.

Durch die auf der Oberseite des Ölpumpengehäuses am Ausgang der zweiten Druckseite vorgesehene Öffnung kann das Schmieröl aus dem Druckraum austreten, und über das Ölpumpengehäuse in den ersten Ölsammelraum abfließen. Dem Schmieröl verbleibt genügend Zeit zur Entschäumung, so dass der Gasanteil des Schmieröls, wenn es in den Ölsumpf übertritt, bereits erheblich reduziert ist.

In den Unteransprüchen sind weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Verbesserungen der erfindungsgemäßen Ölauffangvorrichtung bzw. der Ölpumpe enthalten.

Um die Zeit zur Selbstentschäumung des Schmieröls zu vergrößern, ist auf vorteilhafte Weise vorgesehen, die auf der Oberseite des Ölpumpengehäuses vorgesehene Austrittsöffnung mit einer wannenartigen Umrandung zu umschließen, so dass das aus der Öffnung austretende Schmieröl in dieser Art Wanne so lange aufgefangen wird, bis das überschüssige Schmieröl über den Wannenrand in den Ölsumpf der Brennkraftmaschine abläuft.

Im Gehäuse der Doppelölpumpe ist ein nach dem Stand der Technik bekanntes Druckbegrenzungsventil angeordnet, dessen durch den Ventilkörper überwachte Öffnung ebenfalls innerhalb der wannenförmigen Umrandung einmündet.

Die Doppelpumpe weist zwei als Zahnradpaare ausgebildete Pumpenstufen auf, wobei die erste Pumpenstufe zur Versorgung der Verbraucher vorgesehen ist, während die zweite Pumpenstufe das aus dem hinteren Ölsammelraum abgesaugte Öl in den vorderen Ölsammelraum zurückführt.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der nachfolgenden Beschreibung und Zeichnung näher erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 eine Draufsicht auf eine Ölauffangvorrichtung,
Fig. 2 einen Schnitt entlang der Linie II-II in Fig. 1,
Fig. 3 eine Perspektivansicht auf die Ölauffangvorrichtung und
Fig. 4 eine an einem Kurbelgehäuseunterteil befestigte Ölpumpe.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

Das in Fig. 1 dargestellte Ölauffanggehäuse, im folgenden als Ölwanne 2 bezeichnet, ist im zusammengebauten Zustand mit seiner Flanschfläche 4 an einer Flanschfläche 6 eines Kurbelgehäuseunterteils 8, einem sog. bedplate, befestigt. Auf der Unterseite des Kurbelgehäuseunterteils 8 ist eine als Doppelpumpe ausgebildete Schmierölpumpe 10 befestigt. In der Ölwanne 2 ist ein erster Ölsammelraum 12 ausgebildet, in dem sich das für die Schmierölversorgung notwendige Öl in einem Ölsumpf ansammelt. Im ersten Ölsammelraum 12 ist ein Ölschnorchel 14 angeordnet, der über eine erste Ölabsaugleitung 16 zu einer Saugseite einer ersten Pumpenstufe 18 der Doppelölpumpe 10 führt. In der Ölwanne 2 ist ein zweiter, hinterer Ölsammelraum 20 ausgebildet, an dessen tiefster Stelle ebenfalls ein Ölschnorchel 22 angeordnet ist, der über eine zweite Ölabsaugleitung 24 mit einer Saugseite einer zweiten Pumpenstufe 26 der Ölpumpe 10 verbunden ist.
In die Ölwanne 2 ist ein Kunststoff-Einlegeteil 28 eingesetzt, das die beiden Ölsammelräume 12 und 20 voneinander trennt. Das Einlegeteil 28 dient als Ölbarriere und verhindert auch bei Steigungsfahrten des Kraftfahrzeugs, dass das Schmieröl aus dem ersten Ölsammelraum 12 in den Kurbelraum und/oder in den zweiten Ölsammelraum 20 übertreten kann. Im zweiten Ölsammelraum 20 wird das Schmieröl von den hinteren Hauptlagern bzw. Pleuellagern der Kurbelwelle, das nicht direkt in den ersten Ölsammelraum 12 gelangt, aufgefangen und über die zweite Ölabsaugleitung 24 in den ersten Ölsammelraum 12 zurückgepumpt; analog dazu das Schmieröl aus den nicht dargestellten Spritzdüsen für die Kolbenkühlung.
Die aus zwei Pumpenstufen bestehende Schmierölpumpe 10 weist in der ersten Pumpenstufe 18 auf bekannte Art und Weise zwei ineinanderkämmende Zahnräder 30 und 32 auf, die die Pumpenstufe 18 in eine Saugseite 34 und eine Druckseite 36abtrennen. Die erste Pumpenstufe 18 weist einen Druckausgang 38 auf, über den die Verbraucher der Brennkraftmaschine, wie z. B. Haupt- oder Pleuellager mit Schmieröl versorgt werden. In der zweiten Pumpenstufe 26 sind ebenfalls zwei ineinander kämmende Zahnräder 40 und 42 angeordnet, die ebenfalls die Pumpenstufe 26 in eine Saugseite 44 und eine Druckseite 46 abtrennen. Das Gehäuse der Ölpumpe 10 ist dreiteilig aufgebaut und besteht aus einem Grundgehäuse 10a und zwei am Grundgehäuse befestigten Deckelelementen 10b und 10c. Die Oberseite des Grundgehäuses 10a weist eine Öffnung 48 auf, die mit der Druckseite 46 der zweiten Pumpenstufe 26 verbunden ist. Die Öffnung 48 ist von einer wannenartigen Umrandung 50 umschlossen, die eine Art Steigkamin 51 bildet.
Wenn das Schmieröl aus dem zweiten Ölsammelraum 20 über die zweite Pumpenstufe 26 abgesaugt wird, gelangt es von der Saugseite 44 über die Außenflanken der beiden Zahnräder 40 und 42 auf die Druckseite 46. Von dort aus wird es über die Öffnung 48 in den Steigkamin 51 gefördert. Im Steigkamin 51 kann eine gewisse Schmierölmenge aufgefangen werden, bevor der über die wannenartige Umrandung 50 übertretende Teil des Schmieröls über das Ölpumpengehäuse 10 in den ersten Ölsammelraum 12 abläuft. Während der Zeit, in der das Schmieröl im Steigkamin 51 gehalten ist, kann sich das Schmieröl entschäumen und die mit einer geringeren Dichte versehenen Gasbestandteile des Schmieröls über eine nicht weiter dargestellte Kurbelgehäuseentlüftungseinrichtung nach außen abgeführt werden. Dadurch, daß das Schmieröl oberhalb des in der Ölwanne 2 befindlichen Ölspiegels austritt, kann das Schmieröl am Gehäuse der Schmierölpumpe 10 entlang, in den Ölsumpf abfließen. Der Weg, den das Schmieröl dabei zurücklegt, kann dabei zu einer weiteren Entschäumung des Öls ausgenutzt werden, bevor letzteres über die erste Ölabsaugleitung 16 wieder den Verbrauchern zugeführt wird.
Auf der Oberseite des Grundgehäuses 10a der Ölpumpe 10 ist eine weitere rechteckförmige Öffnung 52 vorgesehen, die durch einen federbelasteten Ventilkörper 56 eines Druckbegrenzungsventils 54 überwacht ist. Der Ventilkörper 56 gibt auf bekannte Art und Weise die Öffnung 52 frei, wenn der durch die erste Pumpenstufe 18 erzeugte Öldruck einen festgelegten Maximaldruck erreicht. Wird die Öffnung 52 durch den Ventilkörper 56 freigegeben, so tritt ein Teil des durch die ersten Pumpenstufe 18 geförderten Schmieröls ebenfalls in den Steigkamin 51, von wo es nach einer gewissen Zeit ebenfalls über die Umrandung 50 des Steigkamins 51 übertritt und in den ersten Ölsammelraum 12 gelangt.
Die beiden Antriebszahnräder 30, 40 der beiden Pumpenstufen 18 und 26 werden über ein Kettenzahnrad 58, das wiederum über einen Kettentrieb mit einem nicht dargestellten Kurbelwellenzahnrad verbunden ist, angetrieben. An der Stirnseite der Ölwanne 2 ist weiterhin eine Turbolader-Absaugpumpe 60 angeflanscht, die ebenfalls über das Kettenzahnrad 58 angetrieben ist. Dazu ist am Kettenzahnrad 58 ein Mitnehmer 62 vorgesehen, der in die nicht näher dargestellte Antriebswelle der Absaugpumpe 60 eingreift.
Das Einlegeteil 28 ist mit zwei Seitenteilen 64 und 66 verbunden, in denen Ölrücklauföffnungen 68 angeordnet sind. Die in den beiden Seitenteilen 64 und 66 angeordneten Ölrücklauföffnungen 68 münden jeweils in einen nicht dargestellten Ölsammelkanal ein, die beide unterhalb des Ölspiegels im Ölsumpf einmünden, wodurch sichergestellt ist, dass das Schmieröl von den Verbrauchern trotz der durch die Kurbelwellen- und Kolbenbewegungen verursachten Druckpulsationen schnell in den ersten Ölsammelraum 12 zurückgelangt.

Claims

1. Ölauffangvorrichtung für eine Brennkraftmaschine mit einem unterhalb eines Kurbelgehäuses angeordneten Ölauffanggehäuse, das mindestens zwei Ölsammelräume aufweist, wobei in einem ersten Ölsammelraum eine Ölpumpe mit zwei Pumpenstufen angeordnet ist, an deren beiden Absaugstufen jeweils eine Ölabsaugleitung angeschlossen ist, wobei die erste Ölabsaugleitung in den ersten Ölsammelraum eingreift, um das Schmieröl über die Druckseite der ersten Pumpenstufe zu den Verbrauchern zu fördern und dass die zweite mit der zweiten Absaugstufe verbundene Ölabsaugleitung zu einem zweiten Ölsammelraum führt, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (10a) der Ölpumpe (10) auf seiner Oberseite eine mit der Druckseite (46) der zweiten Pumpenstufe (26) verbundene Öffnung (48) aufweist, über die das aus dem zweiten Ölsammelraum (20) abgesaugte Öl in den ersten Ölsammelraum (12) überführt wird.

2. Ölauffangvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnung (48) von einer wannenartigen Umrandung (50) umschlossen ist.

3. Ölauffangvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass im Gehäuse (10a) der Ölpumpe (10) ein der Druckseite (36) der ersten Pumpenstufe (18) nachgeschaltetes Druckbegrenzungsventil (54) vorgesehen ist, dessen Ventilkörper (56) eine Öffnung (52) überwacht, die ebenfalls innerhalb der wannenförmigen Umrandung (50) einmündet.

4. Ölpumpe für eine Brennkraftmaschine zur Absaugung des in einer Ölauffangvorrichtung befindlichen Schmieröls, mit einem Ölpumpengehäuse, in dem mindestens zwei Paare von Zahnrädern oder zwei Paare von Rotoren angeordnet sind, durch deren Rotation mindestens zwei Pumpenstufen mit jeweils einer Saugseite und einer Druckseite ausgebildet sind, dadurch gekennzeichnet, dass eine einen druckseitigen Ausgang bildende Öffnung (48) in eine aus dem Ölpumpengehäuse (10a) herausgebildete wannenartige Umrandung (50) einmündet.

5. Ölpumpe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass im Gehäuse (10a) der Ölpumpe (10) ein der Druckseite (36) der ersten Pumpenstufe (18) nachgeschaltetes Druckbegrenzungsventil (54) vorgesehen ist, dessen Ventilkörper (56) eine Öffnung (52) überwacht, die ebenfalls innerhalb der wannenförmigen Umrandung (50) einmündet.

6. Ölpumpe nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Ölpumpe (10) zwei Zahnradpaare (30, 32 bzw. 40, 42) aufweist.