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Die Erfindung betrifft eine Ölansaugeinrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Ölansaugeinrichtungen sind bekannt. Sie dienen dazu, aufgefangenes und/oder bevorratetes Öl als Schmiermittel in einen Förderkreislauf einzubringen, beispielsweise im Wege der Druckschmierung den zu schmierenden Stellen zuzuführen. Gerade bei der Anwendung in Kraftfahrzeugen im Zusammenhang mit Brennkraftmaschinen wird die Ölforderung im Regelfall über eine Zahnradpumpe betrieben, wobei der Ansaugpunkt des Ölansaugrohres prinzipbedingt möglichst dicht über dem Boden der Ölwanne liegen muss, um jederzeit eine sichere Ölvorsorgung sicherzustellen, auch dann, wenn der Ölstand in der Ölwanne niedrig ist oder das Öl durch hohe Querbeschleunigung, etwa bei Kurvenfahrt, fliehkraftbedingt weggedrängt wird. Durch die Ansaugung des Öls mit Hilfe einer Zahnradpumpe wird prinzipbedingt der Ölvolumenstrom ständig beschleunigt und wieder abgebremst. Dies führt zu einem Pulsieren des Ölstromes und zur Ausbildung von Druckschwingungen. Diese führen, allein oder im Zusammenhang mit rückfließendem Öl bei nachlassender Förderung, beispielsweise bei Abfallen der Drehzahl der Brennkraftmaschine, zu einer Anregung der Ölwanne. Hierbei kann die Ölwanne in Schwingung versetzt werden. Da die Drehzahl der Ölpumpe und damit auch das Maß der Anregung und die Frequenz der Anregung der Ölwanne von der Motordrehzahl abhängt, wird mit der Motordrehzahl auch die Anregungsfrequenz der Ölwanne ständig verändert. Hierbei können auch Eigenfrequenzen der Ölwanne beziehungsweise mit dieser verbundener Anordnungen durchfahren oder über längere Zeit erreicht werden. Bei einigen dieser Eigenfrequenzen wird verstärkt Luftschall abgestrahlt, was akustisch nachteilig ist. Überdies sind Eigenresonanzen nachteilig für die Haltbarkeit der entsprechenden Bauteile.
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Die
DE 85 17 380 U1 offenbart eine Ölansaugeinrichtung der eingangs genannten Art, bei der oberhalb von der Mündung des in eine Vertiefung eintauchenden Ansaugrohrs ein Abschirmblech angeordnet ist, das sich im Wesentlichen über die ganze Fläche der Vertiefung erstreckt und an seinem Umfang durch schmale Stege abgestützt ist. Das Abschirmblech bewirkt, dass das Öl unmittelbar vom Boden der Ölwanne abgesaugt und dabei die Strömungsgeschwindigkeit beim Eintritt in das Ansaugrohr herabgesetzt wird.
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Aus der
JP 2001232117 A ist ein Ölfilter für eine Brennkraftmaschine bekannt, der in einer Ölwanne angeordnet ist und einen säulenförmigen Ansaugteil mit einer dem Boden der Ölwanne gegenüberliegenden unteren Ansaugöffnung besitzt. Um die Ansaugöffnung herum sind mehrere Schlitze im Ansaugteil vorgesehen, durch die in dem Fall, dass der Boden der Ölwanne nach oben gegen den Ansaugteil gedrückt wird, Öl in den Ölfilter eintreten kann.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine Ölansaugeinrichtung bereitzustellen, mit der eine Schwingungsanregung der Ölwanne vermieden werden kann.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale im Kennzeichenteil des Anspruchs 1 gelöst.
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Es wird folglich, anders als im Stand der Technik, der Ölfluss im Bereich der Ansaugöffnung auf eine solche Weise umgelenkt, dass der Volumenstrom beziehungsweise die im Volumenstrom auftretenden. Druckschwingungen nicht direkt auf die Ölwanne auftreffen können, sondern mit dem Ölwannenboden, der der Ansaugöffnung unmittelbar gegenüberliegt, einen spitzen oder stumpfen Winkel einschließen, also mehr oder weniger flach auf die Ölwanne geleitet werden. Auf diese Art und Weise erfolgt die Verteilung der Druckschwingungen im Ölvorrat, wobei sich die Energie der Schwingung verbraucht. Eine direkte Erregung der Ölwanne findet auf diese Weise praktisch nicht mehr statt. Erfindungswesentlich ist hierbei, dass kein direktes Auftreffen, insbesondere nicht in einen Winkel von annähernd 90°, auf den Ölwannenboden erfolgt. Durch die Ausbildung der Ölumlenkmittel sind diese vorzugsweise so angeordnet, dass der Ölfluss mit dem Ölwannenboden einen spitzen oder einen stumpfen Winkel einschließt.
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Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass sich im Bereich der Ansaugöffnung ein Strömungskörper mit zur Längserstreckung des Ölansaugrohrs verlaufender Strömungsfläche befindet, der zwischen dem Ölansaugrohr und dem Ölwannenboden angeordnet ist. Bei dieser Anordnung des Strömungskörpers ist das Ölansaugrohr nicht durchmesserweit offen. Das Ölansaugrohr ist stattdessen im Bereich der Ansaugöffnung durch den Strömungskörper in einer solchen Art und Weise ausgeführt, dass mindestens eine Strömungsfläche ausgebildet ist, die in Längserstreckung des Ölansaugrohrs verläuft, hierbei jedoch den in Längsrichtung erfolgenden Durchfluss ablenkt, insbesondere in Radialrichtung des Strömungskörpers. Wesentlich ist hierbei, dass der Volumenstrom nicht aus dem Ölansaugrohr direkt auf den Ölwannenboden auftreffen kann, sondern durch die Strömungsfläche in einem Winkel zu dieser ausgeleitet wird.
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In einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass an das Ölansaugrohr ein Ansaugdeckel angeschlossen ist, der den Strömungskörper aufweist. Der Strömungskörper wird folglich durch oder an einem Ansaugdeckel ausgebildet, der dem Ölansaugrohr angeschlossen ist, insbesondere auf die Ansaugöffnung aufgesteckt ist oder mit dieser verbunden ist.
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In einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Ansaugdeckel Leitwandungen aufweist, die im Wesentlichen parallel zu den Strömungsflächen verlaufen. Auf diese Weise wird mindestens eine Durchtrittsöffnung, beispielsweise in Form eines Leitringspalts, ausgebildet, die dem Ölfluss eine Richtung verleiht, die nicht axial in Längserstreckung des Ölansaugrohres verläuft.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass in Richtung der Längserstreckung des Ölansaugrohrs zwischen Strömungsflächen und Leitwandungen ein Öldurchtrittsspalt ausgebildet ist. In dieser Ausführungsform ist in Axialrichtung des Ölansaugrohres keine Vollüberdeckung von Strömungsflächen und Leitwandungen gegeben, so dass ein lichter Öldurchtrittsspalt verbleibt, der auch axial durchflossen werden kann.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist der Ansaugdeckel als Drallströmungsdeckel ausgebildet. Mit Drallströmungsdeckel ist ein solcher Deckel gemeint, der eine Kombination von Strömungsflächen und Leitwandungen aufweist, die dem axialen Ölfluss einen Drall verleiht, den axialen Ölfluss also quer zur Längserstreckung des Ölansaugrohrs richtungsändert. Dies betrifft sowohl das in das Ölansaugrohr einströmende Öl, das mit einem Drall angesaugt wird, als auch rückfließendes Öl, dem im Moment des Durchtritts durch den Drallströmungsdeckel ein Drall verliehen wird. Auf diese Weise wird zuverlässig verhindert, dass sich rückfließendes Öl oder Druckschwingungen aus dem Ölansaugrohr direkt auf den Ölwannenboden fortpflanzen.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Ansaugdeckel mindestens eine Öffnung aufweist, zu der beabstandet eine Drallplatte derart liegt, dass mindestens eine Seitenöffnung für den Ölfluss gebildet ist. In dieser Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Öldurchtritt am Ansaugdeckel durch eine Seitenöffnung erfolgt, beispielsweise dergestalt, dass ein im Wesentlichen planer Ansaugdeckel eine hierzu parallele Ebene einer Drallplatte aufweist, die über Seitenwandungen mit dem Ansaugdeckel verbunden ist, wobei der Ansaugdeckel eine Ausnehmung in Größe der Drallplatte aufweist, und zwischen Ansaugdeckel und Drallplatte eine Seitenwandung ausgenommen ist. Auf diese Weise tritt das Öl durch den Ansaugdeckel in den Bereich zwischen Ansaugdeckel und Drallplatte, wo es von den Seitenwänden, die zwischen Drallplatte und Ansaugdeckel gebildet sind, bis zu der ausgenommenen Seitenwand geführt wird, bis es im Bereich der ausgenommenen Seitenwand zum Kontakt mit dem Öl in Ölwanne und Ölansaugrohr kommt.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Zeichnungen näher erläutert.
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Es zeigen
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1 ein in einer Ölwanne angeordnetes Ölansaugrohr mit einem Ölumlenkmittel,
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2 das Ölumlenkmittel in Aufsicht,
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3 einen Drallströmungsdeckel und
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4 eine weitere Ausführungsform eines Drallströmungsdeckels.
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1 zeigt abschnittsweise ein in einer Ölwanne 1 angeordnetes Ölansaugrohr 2, dessen Ansaugöffnung 3 einem Ölwannenboden 4 der Ölwanne 1 unmittelbar gegenüberliegt. Die Ölwanne 1 ist teilweise mit Öl 5 gefüllt, so dass sich ein Ölspiegel 6 ergibt. Dem Ölansaugrohr 2 ist, hier nicht dargestellt, eine Ölpumpe 8 zugeordnet, die zur Förderung eines Volumenstroms 7 an Öl 5 aus der Ölwanne 1 führt. Hierdurch ergibt sich durch die Ansaugöffnung 3 ein Ölfluss 8, der von der Ölwanne 1 hinein in das Ölansaugrohr 2 als auch umgekehrt, heraus aus dem Ölansaugrohr 2 hinein in die Ölwanne 1, erfolgen kann, abhängig von der momentanen Förderleistung der angeschlossenen, nicht dargestellten Ölpumpe und einem möglichen Rückfluss bei nachlassender Förderleistung. Durch den Betrieb der nicht dargestellten Ölpumpe treten weiter im Ölansaugrohr 2, insbesondere im Volumenstrom 7, Druckschwingungen 9 auf, die sich innerhalb des Volumenstroms 7 in Richtung der Ölwanne 1 fortpflanzen. Das Ölansaugrohr 2 weist im Bereich der Ansaugöffnung 3 Ölumlenkmittel 10 auf, und zwar in Form eines Strömungskörpers 11. An dem Strömungskörper 11 sind Strömungsflächen 12 ausgebildet, die in Richtung der Längserstreckung des Ölansaugrohrs 2 den Ölfluss 8 leiten. Der Strömungskörper 11 ist als Ansaugdeckel 13 ausgebildet, der den Strömungskörper 11 sowie einen Ölansaugrohranschlussring 14 zur Anbringung am Ölansaugrohr 2 umfasst, der mit dem Strömungskörper 11 durch schmale Verbindungsstege 15 verbunden ist. Der Ölansaugrohranschlussring 14 weist an einer Innenwandung 16 Leitwandungen 17 auf, die im Wesentlichen parallel zu den Strömungsflächen 12 verlaufen. Durch diese Anordnung wird der Ölfluss 8 aus der reinen Axialrichtung des Ölansaugrohrs 2 gelenkt und weist, relativ zu dem Ölwannenboden 4, eine Richtung auf, die mit dem Ölwannenboden 4 einen spitzen Winkel α auf (der Anschaulichkeit halber als ähnlicher Winkel gezeichnet). Beim Betrieb der nicht dargestellten Ölpumpe werden die entstehenden Druckschwingungen 9 sowie der Ölfluss 8 folglich nicht mehr direkt (das heißt im Wesentlichen senkrecht) auf den Ölwannenboden 4 geleitet, sondern im spitzen Winkel α, so das sich die Energie insbesondere der Druckschwingungen 9 in dem in der Ölwanne 1 befindlichen Öl 5 verbraucht, und nicht unmittelbar die Ölwanne 1 anregt.
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2 zeigt den Ansaugdeckel 13 in Aufsicht. Dieser ist im Wesentlichen als Rotationskörper 18 ausgebildet, der außenumfangsseitig den Ölansaugrohranschlussring 14 auf weist, in dem über Anschlussstege 15 der Strömungskörper 11 gehalten ist. Der Ansaugdeckel 13 verschließt das hier nicht dargestellte Ölansaugrohr beispielsweise durch einfaches Aufstecken, wobei die an dem Strömungskörper 11 ausgebildeten Strömungsflächen 12 sowie die hierzu korrespondierenden Leitwandungen 17 den Öldurchtritt ermöglichen. Zwischen dem Strömungskörper 11 und dem Ölansaugrohranschlussring 14 verbleibt ein Öldurchtrittsspalt 19, der ringförmig eine Spaltbreite a aufweist. Durch den Öldurchtrittspalt 19 ist ein Öldurchtritt auch in Axialrichtung des Ölansaugrohrs 2 möglich. Je nach gewünschtem Grad der Ableitung des Öls aus der Axialrichtung kann der Strömungskörper 11 so ausgebildet werden, dass die Strömungsflächen 12 in Zusammenspiel mit den Leitwandungen 17 einen mehr oder weniger breiten Öldurchtrittspalt belassen, oder aber zu einer Vollüberdeckung führen, so dass ein Öldurchtrittspalt 19 eben gerade nicht gebildet wird.
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3 zeigt den Ansaugdeckel 13 der als Drallströmungsdeckel 20 ausgebildet ist. Der Drallströmungsdeckel 20 wird durch ein Deckelelement 21 mit einem topfförmig erhabenen, konzentrischen und zum Innendurchmesser des Ölansaugrohr passenden Einstülpbereich 22 gebildet, wobei der Einstülpbereich 22 durch eine zum Deckelelement 21 im Wesentlichen senkrecht verlaufende Seitenwandung 23 mit dem Deckelelement 21 verbunden ist. Der Einstülpbereich 22 weist einen Topfboden 24 auf, der kreissegmentförmige Ausnehmungen 25 aufweist. Die Ausnehmungen 25 sind kreissegmentförmig radial zu einer Symmetrieachse x angeordnet. Sie weisen auf der Ebene des Deckelelements 21 Ausnehmungsböden 26 auf, die, mit Ausnahme jeweils einer Seite 27, geschlossen sind. Die Seite 27 hingegen ist offen, so dass ein in Richtung R (im Wesentlichen axial zur Symmetrieachse x) anströmendes Öl durch den Ausnehmungsboden 26 abgelenkt und in die im Wesentlichen senkrecht hierzu liegende, an der Seite 27 ausgebildete Durchtrittdrallöffnung 28 umgelenkt wird. Da die Durchtrittdrallöffnungen 28 allesamt gleich orientiert sind (in Hinblick auf eine Drehrichtung des Drallströmungsdeckels). Der Ausnehmungsboden 26 bildet demzufolge für anströmendes Öl eine Drallplatte 29 aus, der in Verbindung mit jeweils einer Durchtrittdrallöffnung, nämlich einer Seitenöffnung 30, den Ölfluss aus der Axialrichtung ablenkt und ihm hierdurch einen Drall verleiht. Dies gilt sowohl für in Richtung R anströmendes Öl, als auch für Öl, das der Richtung R entgegenströmt (beispielsweise angesaugt wird). Dem in Richtung R ausströmenden Öl wird ein Drall verliehen, während entgegen der Richtung R angesaugtes Öl mit Drall eingesaugt wird. Die Drallplatte 29 ist relativ zu der korrespondierenden Topfbodenöffnung 31 (entsprechende Ausnehmung 25) so ausgebildet, dass in einer senkrechten Projektion entlang der Symmetrieachse x eine vollständige Überdeckung von Topfbodenöffnung 31/Ausnehmung 25 und Drallplatte 29 besteht. In Axialrichtung entlang der Symmetrieachse x in Richtung R kann demzufolge kein Öl fließen; der gesamte Öldurchtritt erfolgt abgelenkt durch die Drallplatte 29 durch die Seitenöffnung 30.
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4 zeigt einen Drallströmungsdeckel 20, der als Mulden 32 ausgeführte Drallplatten 29 aufweist. Diese können aus den jeweiligen Ausnehmungen 25 beispielsweise durch einen Stanz-/Schnittvorgang gebildet werden, wobei diese Mulden 32 so ausgeführt werden, dass zwischen Ausnehmung 25 und Drallplatte 29 keine vollständige Überdeckung erfolgt, sondern ein Strömungsspalt 33 verbleibt. Durch den Strömungsspalt 33 kann auch in Axialrichtung (entlang der Symmetrieachse x) ein Öldurchtritt stattfinden; dies ist insbesondere bei sehr hohen Ölmengen, die gefördert werden, erforderlich. Aufgrund der strömungsgünstigen Ausbildung der Mulden 32 ist die Drallwirkung jedoch so gut, dass das Vorhandensein des Strömungsspalts 33 lediglich zu einer Vergrößerung des effektiv förderbaren Volumens aufgrund größerer, freier Durchtrittsfläche führt, die gute Drallgabe durch die Mulden 32 verbindet aber weitestgehend ein direktes Auftreffen von Öl auf den hier nicht dargestellten Ölwannenboden in Axialrichtung.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Ölwanne
- 2
- Ölansaugrohr
- 3
- Ansaugöffnung
- 4
- Ölwannenboden
- 5
- Öl
- 6
- Ölspiegel
- 7
- Volumenstrom
- 8
- Ölfluss
- 9
- Druckschwingung
- 10
- Ölumlenkmittel
- 11
- Strömungskörper
- 12
- Strömungsfläche
- 13
- Ansaugdeckel
- 14
- Ölansaugrohranschlussring
- 15
- Verbindungssteg
- 16
- Innenwandung
- 17
- Leitwandung
- 18
- Rotationskörper
- 19
- Öldurchtrittsspalt
- 20
- Drallströmungsdeckel
- 21
- Deckelelement
- 22
- Einstülpbereich
- 23
- Seitenwandung
- 24
- Topfboden
- 25
- Ausnehmungen
- 26
- Ausnehmungsboden
- 27
- Seite
- 28
- Durchtrittdrallöffnung
- 29
- Drallplatte
- 30
- Seitenöffnung
- 31
- Topfbodenöffnung
- 32
- Mulde
- 33
- Strömungsplatte
