DE102009016434B4

DE102009016434B4 - Ölwanne

Info

Publication number: DE102009016434B4
Application number: DE200910016434
Authority: DE
Inventors: Hans Janssen; Tobias Burkert
Original assignee: Polytec Riesselmann GmbH and Co KG
Current assignee: Polytec Plastics Germany GmbH and Co KG
Priority date: 2009-04-04
Filing date: 2009-04-04
Publication date: 2011-03-31
Anticipated expiration: 2029-04-05
Also published as: DE102009016434A1

Abstract

Ölwanne für Kraftfahrzeuge, mit
einer Trennwand (14) zur Unterteilung in eine Warmölkammer (16) und eine Kaltölkammer (18),
einer in der Trennwand (14) vorgesehenen Verbindungsöffnung (20),
einem die Verbindungsöffnung (20) in Abhängigkeit der Öltemperatur öffnenden oder schließenden Thermostatventil (26) und
einer Ölablassöffnung (22), in der eine Ölablassschraube (24) angeordnet ist,
wobei die Verbindungsöffnung (20) von der Ölablassöffnung (22) aus zugänglich ist,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Thermostatventil (26) in die Ölablassschraube (24) integriert ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Ölwanne für Kraftfahrzeuge.
Da im Normalbetrieb zur Kühlung und Schmierung des Kfz-Motors relativ große Ölmengen erforderlich sind, ist die Zeitspanne bis das gesamte Öl auf Betriebstemperatur erwärmt ist, relativ groß. Um die Zeitspanne bis zur Erreichung der Betriebstemperatur zu verringern, ist es aus AT 372 759 B bekannt, eine Ölwanne für Kraftfahrzeuge in zwei Kammern, eine Warmölkammer und eine Kaltölkammer zu unterteilen. Die beiden Kammern sind durch eine Trennwand voneinander getrennt. In einer Verbindungsöffnung der Trennwand ist ein Thermostatventil angeordnet. Nach dem Start ist das Thermostatventil verschlossen, so dass zunächst eine geringere Ölmenge, die sich in der Warmölkammer befindet, genutzt wird. Sobald sich das in der Warmölkammer befindliche Öl im Wesentlichen auf Betriebstemperatur erwärmt hat, erfolgt ein automatisches Öffnen des Thermostatventils und hierdurch ein Vermischen des sich in der Kaltölkammer befindenden Öls mit dem sich in der Warmölkammer befindenden Öl. Sobald der Motor ausgeschaltet wird und sich das Öl dementsprechend wieder abkühlt, schließt das Thermostatventil die Verbindungsöffnung wieder, so dass beim nächsten Kaltstart wiederum zuerst nur das in der Warmölkammer befindliche Öl genutzt wird. Die aus AT 372 759 B bekannte Zweikammer-Ölwanne weist den Nachteil auf, dass das sich in der Trennwand zwischen den beiden Kammern befindliche Thermostatventil schwer zugänglich ist. Es ist jedoch erforderlich, dass Thermostatventil zu prüfen und zu warten und gegebenenfalls auch auszutauschen.
Aus JP 2006-105 118 ist eine Ölwanne mit einer Trennwand zur Unterteilung der Ölwanne in eine Warmölkammer und eine Kaltölkammer bekannt. Die Trennwand weist eine Verbindungsöffnung zwischen den beiden Kammern auf, wobei in der Verbindungsöffnung ein Thermostatventil angeordnet ist, das die Verbindungsöffnung in Abhängigkeit der Öltemperatur öffnet oder schließt. Ferner weist die Ölwanne eine Ölablassöffnung auf, die von einer Ölablassschraube verschlossen ist.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Ölwanne für Kraftfahrzeuge mit einer Warmölkammer und einer Kaltölkammer zu schaffen, bei der das zwischen den beiden Kammern angeordnete Thermostatventil auf einfache Weise zugänglich ist.
Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1.
Die erfindungsgemäße Ölwanne weist zwei Kammern, eine Warmölkammer und eine Kaltölkammer auf, die durch eine Trennwand voneinander getrennt sind. In der Trennwand ist eine Verbindungsöffnung vorgesehen, die durch ein Thermostatventil in Abhängigkeit der Öltemperatur, insbesondere der Öltemperatur in der Warmölkammer öffen- und schließbar ist. Ferner weist die Ölwanne eine Ölablassöffnung zum Ablass des Öls beim Ölwechsel auf. In der Ölablassöffnung ist die Ölablassschraube angeordnet. Erfindungsgemäß ist die in der Trennwand vorgesehene Verbindungsöffnung zwischen den beiden Kammern sowie die Ölablassöffnung derart angeordnet, dass die Verbindungsöffnung von der Ölablassöffnung aus zugänglich ist. Es ist somit möglich, von außen durch die Ölablassöffnung zur Verbindungsöffnung zu gelangen, wobei im Bereich der Verbindungsöffnung, insbesondere innerhalb der Verbindungsöffnung, das Thermostatventil angeordnet ist. Hierzu ist es besonders bevorzugt, dass die Verbindungsöffnung koaxial zu der Ölablassöffnung angeordnet ist.
Besonders bevorzugt ist es, dass das Thermostatventil in die Ölablassschraube integriert ist. Hierdurch ist es möglich, durch Entfernen der Ölablassschraube auch das Thermostatventil zu entfernen. Insbesondere in dieser besonders bevorzugten Ausführungsform ist das Thermostatventil bei entfernter Ölablassschraube auf einfache Weise zugänglich und kann gewartet, gereinigt oder ausgetauscht werden. Bei dieser Ausführungsform ist es nicht unbedingt erforderlich, dass die Verbindungsöffnung und die Ölablassöffnung koaxial zueinander angeordnet sind, wobei dies bevorzugt ist. Auch ist hierbei die Zugänglichkeit der Verbindungsöffnung durch die Ölablassöffnung nicht unbedingt erforderlich, da das Thermostatventil bei herausgenommener Ölablassschraube auf einfache Weise zugänglich ist. Die Integration des Thermostatventils in die Ölablassschraube stellt somit eine unabhängige Erfindung dar, die insbesondere unabhängig von der Zugänglichkeit der Verbindungsöffnung durch die Ölablassöffnung ist.
Aufgrund der Zugänglichkeit der Verbindungsöffnung und insbesondere aufgrund der Integration des Thermostatventils in die Ölablassschraube sind die Kosten für die Wartung, die Reinigung und auch das Ersetzen des Thermostatventils erheblich reduziert.
Bei einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung weist die Trennwand eine Gewindehülse auf bzw. ist mit einer Gewindehülse verbunden. Hierdurch ist es möglich, die Ölablassschraube unmittelbar in die Gewindehülse der Trennwand einzuschrauben. Hierdurch kann ein Gewinde in der Ölablassöffnung entfallen, so dass durch die Ölablassschraube an der Ölsablassöffnung ausschließlich ein Abdichten, vorzugsweise durch ein Dichtelement wie ein O-Ring erforderlich ist. Hierdurch ist der Herstellungsaufwand und somit die Herstellungskosten erheblich reduziert.
Das Integrieren des Thermostatventils in die Ölablassschraube weist ferner den Vorteil auf, dass die Ölablassschraube stets an der tiefsten Stelle der Ölwanne angeordnet sein muss und somit auch bei niedrigem Ölstand ein Vermischen der beiden in den Kammern vorhandenen Öle sichergestellt ist.
Da in bevorzugter Ausführungsform durch die Ölablassschraube sowohl die Verbindungsöffnung zwischen den beiden Kammern als auch die Ölablassöffnung verschlossen ist, ist es möglich, durch Entfernen der Ölablassschraube das Öl aus beiden Kammern abzulassen. Das Vorsehen einer zweiten Ölablassschraube ist somit nicht erforderlich.
Bei einer besonders bevorzugten Weiterbildung der Erfindung weist die Ölablassschraube einen Hohlraum auf. Der Hohlraum ist vorzugsweise in einem Schraubenschaft angeordnet und insbesondere im Wesentlichen kreiszylindrisch ausgebildet. Innerhalb des Hohlraums ist das Thermostatventil angeordnet.
Ferner weist der Hohlraum eine Hauptöffnung auf, die mit der Wärmeölkammer verbindbar ist und durch das Thermostatventil je nach Betriebszustand verschlossen wird. Die Hauptöffnung ist vorzugsweise an einer Stirnseite der Ölablassschraube, insbesondere an der Stirnseite des Schafts der Ölablassschraube vorgesehen. Die Hauptöffnung ist somit in bevorzugter Ausführungsform dem Schraubenkopf gegenüberliegend angeordnet.
Ferner weist der Hohlraum mindestens eine Nebenöffnung auf. Die Nebenöffnung ist vorzugsweise in einer Seitenwand der Ölablassschraube, insbesondere in einer Seitenwand des Schafts der Ölablassschraube vorgesehen. Hierbei sind vorzugsweise mindestens zwei einander gegenüberliegende Nebenöffnungen in dem Schaft der Ölablassschraube angeordnet. Je nach Betriebszustand werden auch die Nebenöffnungen durch das Thermostatventil verschlossen. Die Hauptöffnung des Hohlraums ist verschlossen, solange sich das Öl in der Warmölkammer noch nicht auf Betriebstemperatur befindet. Sobald sich das Öl auf Betriebstemperatur bzw. annähernd auf Betriebstemperatur befindet, erfolgt ein zumindest teilweises, insbesondere vollständiges Öffnen der Hauptöffnung. Hierbei werden gleichzeitig die Nebenöffnungen geöffnet, so dass das Öl durch die Haupt- und die Nebenöffnung zwischen den beiden Kammern zirkulieren kann.
Das Thermostatventil weist vorzugsweise einen Ventilkörper auf. Durch diesen können die Hauptöffnung sowie die Nebenöffnung verschlossen werden. Der Ventilkörper weist vorzugsweise einen Ventilteller auf, der zum Verschließen der Hauptöffnung dient. Die Nebenöffnungen können in bevorzugter Ausführungsform durch eine zylindrische bzw. ringförmige Seitenwand des Ventilkörpers verschlossen werden. Ein Verschließen der Nebenöffnungen ist jedoch nicht erforderlich, da beim Verschließen der Hauptöffnung durch die Nebenöffnungen lediglich eine Verbindung zwischen Bereichen der Kaltölkammer existiert. Zum Öffnen und Schließen des Thermostatventils, insbesondere zum Verschieben des Ventilkörpers ist vorzugsweise ein temperaturgesteuertes Betätigungselement vorgesehen. Das Betätigungselement ist vorzugsweise derart ausgebildet, dass es sich bei Erwärmung ausdehnt und aufgrund dieser Ausdehnung ein derartiges Verschieben des Ventilkörpers hervorgerufen wird, dass die Hauptöffnung geöffnet ist. Hierzu kann das Betätigungselement als konventionelles Dehnstoffarbeitselement ausgebildet sein. Bevorzugt ist es, dass das Betätigungselement eine Schraubenfeder umfasst, die aus entsprechendem Dehnstoffmaterial hergestellt ist. Als Material eignen sich Nickel-Titan-Legierungen.
Um ein Verschließen des Thermostatventils bei auskühlendem Öl sicherzustellen, kann zusätzlich ein Rückstellelement vorgesehen sein. Dies kann jedoch auch entfallen, wenn ein ausreichendes Verschließen des Ventils durch Zusammenziehen des Betätigungselements gewährleistet ist. Bei Vorsehen eines Rückstellelements ist dieses vorzugsweise als Schraubenfeder ausgebildet. Besonders bevorzugt ist es, dass das Betätigungselement und das Rückstellelement auf einander gegenüberliegenden Seiten des Ventiltellers angeordnet und insbesondere beide Elemente als Schraubenfedern ausgebildet sind.
Eine selbständige Erfindung stellt die Ölablassschraube für Kraftfahrzeug-Ölwannen dar, wobei erfindungsgemäß in die Ölablassschraube ein Thermostatventil integriert ist. Die Ölablassschraube ist wie vorstehend anhand der Ölwanne definiert, vorteilhaft weitergebildet.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer bevorzugten Ausführungsform unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen näher erläutert.
Es zeigen:
1 eine schematische Schnittansicht einer in eine Ölwanne eingeschraubten erfindungsgemäßen Ablassschraube in Offenposition und
2 eine schematische Schnittansicht einer in eine Ölwanne eingeschraubten erfindungsgemäßen Ablassschraube in Geschlossenposition.
Eine Ölwanne 10 weist eine Außenwand 12 sowie eine innerhalb der Ölwanne angeordnete Trennwand 14 auf. Durch die Trennwand 14 wird der Bereich der Ölwanne 10 in eine Warmölkammer 16 sowie eine Kaltölkammer 18 unterteilt. Die Warmölkammer 16 ist hierbei beim Kaltstart mit dem Ölkreislauf verbunden, um ein schnelleres Erwärmen des Öls zu gewährleisten. Im Normalbetrieb erfolgt sodann eine Verbindung der beiden Kammern 16, 18, um die Ölmenge zu vergrößern.
Die beiden Kammern 16, 18 sind über eine in der Trennwand 14 vorgesehene Verbindungsöffnung 20 miteinander verbunden. Die Außenwand 12 der Ölwanne 10 weist ferner eine Ölablassöffnung 22 auf, wobei in der dargestellten bevorzugten Ausführungsform die beiden Öffnungen 20, 22 miteinander fluchten bzw. koaxial zueinander angeordnet sind. Die beiden Öffnungen 20, 22 sind durch eine gemeinsame Ölablassschraube 24 verschlossen. Die Ölablassschraube 24 ist erfindungsgemäß derart ausgestaltet, dass ein Thermostatventil 26 in der Ölablassschraube 24 integriert ist.
Die Ölablassschraube 24 ist in einer im dargestellten Ausführungsbeispiel einstückig mit der Trennwand 14 ausgebildeten Gewindehülse 28 gehalten. Hierzu weist ein Schraubenschaft 30 in diesem Bereich ein Gewinde 32 auf.
Im Bereich der Ölablassöffnung 22 weist in der bevorzugten Ausführungsform die Ölablassschraube 24 kein Gewinde auf. Dies hat den Vorteil, dass die Ölablassöffnung 22 sehr einfach ausgebildet sein kann und insbesondere eine gesonderte Gewindehülse nicht erforderlich ist. Gegenüber der Ölablassöffnung 22 ist somit ausschließlich ein Abdichten erforderlich. Dies erfolgt im dargestellten Ausführungsbeispiel durch ein als O-Ring ausgebildetes Dichtelement 34, das an einem ringförmigen Steg 36 der Ölablassschraube 24 sowie an einer Außenseite 38 der Gehäusewand 12 anliegt und somit die Ölablassöffnung 22 dichtend verschließt.
Die Ölablassschraube 24 weist einen Schraubenkopf 40 auf, der mit dem hohl ausgebildeten Schaft 30 verbunden ist. Hierdurch entsteht ein im Wesentlichen zylindrischer Hohlraum 42. Innerhalb des Hohlraums 42 ist das Thermostatventil 26 angeordnet. Der Hohlraum 42 weist eine Hauptöffnung 44 auf, die dem Schraubenkopf 40 gegenüberliegend an der Stirnseite des Schraubenschafts 30 angeordnet ist. Ferner weist Schraubenschaft 30 im dargestellten Ausführungsbeispiel zwei einander gegenüberliegende Nebenöffnungen 46 auf.
Das Thermostatventil 26 weist im dargestellten Ausführungsbeispiel einen Ventilkörper 48 auf, der im dargestellten Ausführungsbeispiel einen Ventilteller 50 umfasst. Mit dem Ventilteller sind in Längsrichtung verlaufende Versteifungsrippen 52 verbunden. Ferner ist an der in Richtung des Schraubenkopf 40 weisenden Unterseite des Ventiltellers 50 ein zylindrisches Führungselement 54 vorgesehen.
In der Hauptöffnung 44 des Schraubenschafts 30 ist eine zylindrisch ausgebildete Dichthülse 56 angeordnet. Über Stege 58 ist mit der Dichthülse 56 ein Anlageelement 60 innerhalb der Hauptöffnung angeordnet, wobei das Anlageelement 60 ebenfalls hohl ist, um ein Durchströmen von Öl zu ermöglichen. Das Anlageelement 60 weist einen ringförmigen am Außenumfang angeordneten Steg auf, an dem ein im dargestellten Ausführungsbeispiel als Schraubenfeder ausgebildetes Betätigungselement 62 anliegt. Das Betätigungselement 62 liegt ferner an der in Richtung der Hauptöffnung 44 weisenden Seite des Ventiltellers 50 an.
Auf der gegenüberliegenden, dem Kopf 40 der Ölablassschraube zugewandten Seite des Ventiltellers 50 ist ein im dargestellten Ausführungsbeispiel ebenfalls als Schraubenfeder ausgebildetes Rückstellelement 64 vorgesehen. Dies ist, um ein seitliches Ausknicken zu verhindern, in dem Führungselement 54 sowie in einem zylindrischen Ansatz 66 angeordnet. Ferner sind innerhalb der Feder 64 Dorne 68, 70 angeordnet, die entweder mit dem Kopf 40 oder dem Ventilkörper 48 verbunden sind.
In der in 1 dargestellten Offenposition des Thermostatventils 26 sind die Hauptöffnung 44 sowie die Nebenöffnungen 46 geöffnet. In dieser Stellung kann das Öl zwischen der Warmölkammer 16 und der Kaltölkammer 18 zirkulieren. Die Offenposition ist die Position des Thermostatventils bei Normalbetrieb.
Nach dem Ausschalten des Motors kühlt das Öl ab. Hierdurch verringert sich die auf die in Richtung der Hauptöffnung 44 weisende Seite des Ventiltellers 50 ausgeübte Kraft durch das Betätigungselement 62. Dementsprechend wird die Kraft des Rückstellelements 64 gegenüber der Kraft der Feder 62 größer, so dass der Ventilkörper 48 in die in 2 dargestellte Geschlossenstellung verschoben wird. In dieser Stellung liegt der Ventilteller 50 an Dichtanschlägen 72 der Dichthülse 56 an und verschließt somit die Hauptöffnung 44. Die Nebenöffnungen 46 sind durch das Führungselement 54 zwar verdeckt, jedoch nicht verschlossen.
Beim Neustart des kalten Motors befindet sich das Thermostatventil 26 in der in 2 dargestellten Stellung. Insofern wird das sich in der Kaltölkammer 18 befindliche Öl nicht mit umgewälzt, so dass nur eine geringere Ölmenge umgewälzt wird. Hierdurch erfolgt ein schnelleres Erwärmen des Öls auf Betriebstemperatur. Sobald die Betriebstemperatur erreicht ist, dehnt sich das Betätigungselement 62 aus. Hierdurch wächst die Kraft der als Betätigungselement dienenden Spiralfeder 82. Sobald die Kraft der Feder 82 größer ist als diejenige der Feder 62 erfolgt ein Verschieben des Ventilkörpers in die in 1 dargestellte Offenstellung.

Claims

Ölwanne für Kraftfahrzeuge, mit einer Trennwand (14) zur Unterteilung in eine Warmölkammer (16) und eine Kaltölkammer (18), einer in der Trennwand (14) vorgesehenen Verbindungsöffnung (20), einem die Verbindungsöffnung (20) in Abhängigkeit der Öltemperatur öffnenden oder schließenden Thermostatventil (26) und einer Ölablassöffnung (22), in der eine Ölablassschraube (24) angeordnet ist, wobei die Verbindungsöffnung (20) von der Ölablassöffnung (22) aus zugänglich ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Thermostatventil (26) in die Ölablassschraube (24) integriert ist.
Ölwanne nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsöffnung (20) koaxial zu der Ölablassöffnung (22) ist.
Ölwanne nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennwand (14) eine Gewindehülse (28) aufweist, in die die Ölablassschraube (24) eingeschraubt ist.
Ölwanne nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Ölablassöffnung (22) durch die Ölablassschraube ausschließlich abgedichtet ist.
Ölwanne nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Ölablassschraube (24) einen Hohlraum (42) aufweist, in dem das Thermostatventil (26) angeordnet ist.
Ölwanne nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlraum (42) eine mit der Warmölkammer (16) verbundene durch das Thermostatventil verschließbare Hauptöffnung (44) aufweist.
Ölwanne nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlraum (42) eine mit der Kaltölkammer (18) verbundene, durch das Thermostatventil (26) verschließbare Nebenöffnung (46) aufweist.
Ölwanne nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Thermostatventil (26) einen in Längsrichtung der Ölablassschraube (24) verschiebbaren Ventilkörper (48) aufweist.
Ölwanne nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilkörper (48) einen Ventilteller (50) aufweist, der im Wesentlichen einen dem Querschnitt des Hohlraums (42) entsprechenden Querschnitt aufweist.
Ölwanne nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Thermostatventil (26) ein temperaturgesteuertes Betätigungselement (62) zum Verschieben des Ventilkörpers (48) in eine Offenposition aufweist.
Ölwanne nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Betätigungselement (62) eine Schraubenfeder aus Dehnstoffmaterial aufweist.
Ölwanne nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Thermostatventil (26) ein Rückstellelement (64) zum Verschieben des Ventilkörpers (48) in eine Geschlossenposition aufweist.
Ölwanne nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Rückstellelement (64) als Schraubenfeder ausgebildet ist.
Ölwanne nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Rückstellelement (64) dem Betätigungselement (62) gegenüberliegend auf unterschiedlichen Seiten des Ventiltellers (50) angeordnet ist.