DE10159090C2 - Ölauffangvorrichtung und Ölpumpe für eine Brennkraftmaschine - Google Patents
Ölauffangvorrichtung und Ölpumpe für eine BrennkraftmaschineInfo
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Description
Die Erfindung geht aus von einer Ölauffangvorrichtung und einer Ölpumpe für eine
Brennkraftmaschine nach den Merkmalen der Oberbegriffe der Hauptansprüche 1 und 4.
Aus der US-PS 2,440,815 geht eine Konstruktion für ein Kurbelgehäuse für eine
Brennkraftmaschine hervor, bei der ein aus zwei Kammern bestehender Ölsumpf
vorgesehen ist. Mit Hilfe einer zweistufigen Ölabsaugpumpe, an der Ölabsaugleitungen
angeschlossen sind und die zu den beiden Kammern im Ölsumpf führen, wird das
Schmieröl zu den Verbrauchern gefördert.
In der JP 050 599 25 A1 ist eine Pumpeneinheit für eine Brennkraftmaschine
beschrieben und dargestellt, die aus einer Absaugpumpe, einer Öldruckpumpe und einem
Luftabscheider besteht. Durch die Absaugpumpe wird Öl aus dem flachen Bereich einer
Ölwanne in einen tieferen Bereich der Ölwanne überführt; die Druckölpumpe fördert aus
dem tieferen Bereich Öl zu den Verbrauchern.
In der nachveröffentlichten deutschen Patentanmeldung DE 100 14 368 A1 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 1 und 4 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.
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 36
abtrennen. 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 (6)
1. Ölauffangvorrichtung für eine Brennkraftmaschine mit einem unterhalb eines
Kurbelgelhäuses 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.
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