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Technisches Gebiet
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Die Erfindung betrifft eine Ölwanne für einen Verbrennungsmotor der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Gattung.
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Stand der Technik
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Insbesondere bei Personenkraftwagen ist die räumliche Zuordnung des Getriebes zum Verbrennungsmotor derart, dass das Getriebe bis hinunter zur Ölwanne reicht. Um das Getriebe auf geeignete Weise in seinem unteren Bereich abzustützen, ist an der dem Getriebe zugewandten Seite der Ölwanne eine Abstützung in Form einer zur Anlage an einem Getriebeflansch kommenden Abstützfläche vorgesehen.
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Eine solche Ausbildung ist beispielsweise durch die in
DE 42 42 513 A1 beschriebene Ölwanne bekannt. Um die von dem Getriebe auf die Ölwanne wirkenden Kräfte aufzunehmen, ohne dass die Ölwanne verformt wird, muss die Ölwanne aus einem entsprechend formstabilen Material bestehen. Aus diesem Grund werden Druckguss- oder Hybridölwannen benutzt, bei denen jedoch eine aufwendige Bearbeitung erforderlich ist, um eine exakte Positionierung der Ölwanne am Motorblock und Ausrichtung am Getriebeflansch zu erreichen.
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Aus der
EP 1 647 680 A1 ist ein Versteifungselement zur Befestigung eines Kunststoffbehälters und zur Stabilisierung der Verbindung von Motorblock einerseits und Getriebegehäuse andererseits in Kraftfahrzeugen bekannt, wobei das Versteifungselement erste senkrechte Wände und mindestens eine zweite senkrechte Wand umfasst, wobei die ersten senkrechten Wände und die mindestens eine zweite senkrechte Wand Befestigungspunkte aufweisen und wobei die Achsen oder deren Parallelen der ersten Befestigungspunkte der ersten Wände im Wesentlichen senkrecht zur Achse oder deren Parallelen der zweiten Befestigungspunkte der zweiten Wand stehen, wobei zumindest die ersten senkrechten Wände und die ersten Befestigungspunkte zur Befestigung des Kunststoffbehälters dienen.
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Die
DE 20 2007 008 481 U1 zeigt eine Ölwanne für eine Brennkraftmaschine-Getriebe-Einheit, umfassend ein Ölwannengehäuse, welches auf der Unterseite des Motorblocks anzuordnen und mit diesem zu verbinden ist, sowie einen Trägerflansch, der Träger des Ölwannengehäuses ist und mit dem Getriebegehäuse verbunden wird. Die Kopplung des Ölwannengehäuses an den Trägerflansch erfolgt über eine lösbare Verbindungseinrichtung, die unabhängig von der Demontage des Trägerflansches vom Getriebegehäuse betätigt, also gelöst bzw. geschlossen werden kann. Dadurch wird die Möglichkeit eröffnet, insbesondere zu Wartungszwecken das Ölwannengehäuse aus seiner montierten Position zu lösen, ohne zugleich den Trägerflansch vom Getriebegehäuse entfernen zu müssen.
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Der
EP 1 614 868 A2 ist eine Ölwannenanordnung zu entnehmen zum Fernhalten von vor allem dynamische Lasten, beispielsweise nieder- und hochfrequente Schwingungen, vom wannenförmigen Sammelabschnitt. Durch die Einleitung von nur vergleichsweise geringen Lasten in den Sammelabschnitt von dem an den wannenförmigen Sammelabschnitt angrenzenden Bereich des Maschinengehäuses, wird dessen Lebensdauer erhöht.
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Aus der
US6584950B1 ist eine Ölwanne bekannt, mit einer Stützkonstruktion, die anstoßend an mindestens einem Abschnitt einer äußeren Oberfläche des Gehäuses oder mindestens einem Abschnitt der äußeren Oberflächen oder mindestens einen Abschnitt der inneren Oberfläche des Gehäuses vorgesehen und starr daran befestigt ist.
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Die
DE 10 2007 051 717 A1 zeigt einen Aggregatträger für eine Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs zur Befestigung von Kraftfahrzeugaggregaten mit der Brennkraftmaschine, der ein erstes Befestigungsmittel und ein zweites Befestigungsmittel aufweist, die jeweils zur Verbindung mit der Brennkraftmaschine dienen.
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Aus der
DE 000003606052 A1 sind einbaufertig hergestellte Gehäuse- und Abdeckteile aus Kunststoff-Formmassen für Kfz-Antriebsgruppen und Verbrennungskraftmaschinen, beispielsweise eine Ölwanne, bekannt, wobei die Gehäuse- und Abdeckteile einbaufertige Endprodukte sind, die durch bekannte Herstellungsverfahren wie Spritzgießen o. Pressen aus Kunststoff-Formmassen gestaltet und mit einer vorgefertigten Bewehrung verstärkt sind.
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Offenbarung der Erfindung
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Ölwanne der eingangs genannten Gattung zu schaffen, die einfacher und kostengünstiger herstellbar ist.
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Diese Aufgabe wird durch eine Ölwanne mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
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Durch die vorliegende Erfindung ist es möglich, die Ölwanne am Motorblock und das Getriebeabstützelement am Getriebeflansch unabhängig voneinander auszurichten, so dass Fertigungstoleranzen, die durch das Kunststoffmaterial bedingt sind, ausgeglichen werden können. Dies ermöglicht die Herstellung der Ölwanne vollständig aus Kunststoff und deren Positionierung am Motorblock unabhängig vom Getriebeflansch. Lediglich das Getriebeabstützelement besteht aus Metall, und dieses wird am Getriebeflansch ausgerichtet und erst danach am Motorblock festgespannt.
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In bevorzugter Ausgestaltung weisen die Ölwanne einen zur Anlage am Motorblock dienenden Flansch und das Getriebeabstützelement an seinem oberen Rand einen Flansch auf, wobei der Flansch des Getriebeabstützelementes in Anlage an einer Unterseite des an der Ölwanne ausgebildeten Flansches ist. Auf diese Weise ergibt sich eine Positionierung des Getriebeabstützelementes im Wesentlichen in der Kontur des Flansches der Ölwanne, so dass der Platzbedarf für das Getriebeabstützelement gering ist. In zweckmäßiger Ausgestaltung sind die Mittel zum Toleranzausgleich durch Bohrungen im Flansch des Getriebeabstützelementes und in Überdeckung mit diesen liegenden Bohrungen im Flansch der Ölwanne gebildet. Durch die Überdeckung der jeweiligen Bohrungen kann das Getriebeabstützelement gemeinsam mit der Ölwanne mittels Schraubbolzen an dem Motorblock festgespannt werden. Dabei ist es von Vorteil, dass die Bohrungen im Flansch des Getriebeabstützelementes einen größeren Durchmesser aufweisen als die Bohrungen im Flansch der Ölwanne. Dabei wird eine Differenz der Bohrungsdurchmesser von ≦ 0,5 mm als ausreichend angesehen.
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Damit das Getriebeabstützelement mit einem möglichst geringen Gewicht behaftet ist und der Materialeinsatz möglichst gering ist, wird vorgeschlagen, dass das Getriebeabstützelement mehrere in einem Abstand voneinander angeordnete Abstützflächen für den Getriebeflansch aufweist und in den Abstützflächen Bohrungen zur Aufnahme von Schraubbolzen angeordnet sind. Vorzugsweise umfasst die Zentriervorrichtung zur Positionierung der Ölwanne am Motorblock mindestens eine Zentrierbohrung und Zentrieröffnung sowie in diese greifende Zentrierstifte. Durch die Zentrierbohrung wird an dieser Stelle die Ölwanne exakt an der Unterseite des Motorblocks positioniert, und die Zentrieröffnung, die vorzugsweise als Langloch ausgebildet ist, ermöglicht den durch das Kunststoffmaterial bedingten Toleranzausgleich. Eine bevorzugte Ausführung besteht darin, dass die Zentrierbohrung und Zentrieröffnung im Flansch der Ölwanne und die Zentrierstifte an einer Unterseite des Motorblocks angeordnet sind.
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Erfindungsgemäß sind an dem Motorblock und der Ölwanne Befestigungspunkte für einen Kompressor vorgesehen. Dadurch, dass die Ölwanne unabhängig von dem Getriebeabstützelement an dem Motorblock positioniert ist, kann auch der Kompressor auf einfache Weise so ausgerichtet werden, dass die ihn antreibende Riemenscheibe exakt zur Ebene einer auf der Kurbelwelle angeordneten Riemenscheibe ausgerichtet ist. Erfindungsgemäß ist dabei ein Befestigungspunkt am Motorblock vorgesehen, und zwei Befestigungspunkte befinden sich an der Ölwanne, wobei mindestens ein Befestigungspunkt an der Ölwanne so ausgeführt ist, dass Fertigungstoleranzen der Ölwanne kompensierbar sind. Damit haben Fertigungstoleranzen der Kunststoffölwanne keine nachteiligen Auswirkungen auf die exakte Positionierung des Kompressors. Es ist außerdem zweckmäßig, dass die Zentrierbohrung nahe des Antriebs des Kompressors angeordnet ist, da die Zentrierbohrung und der in diese Zentrierbohrung eingreifende Zentrierstift die Positionierung der Ölwanne bestimmen. Die Zentrieröffnung in Form eines Langlochs, die die Fertigungstoleranzen kompensiert, wird vorzugsweise an dem der Zentrierbohrung entlegenen Ende des Flansches der Ölwanne angeordnet.
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Gemäß einer weiteren Ausgestaltung wird vorgeschlagen, dass an zumindest einem Bereich eines Abschnitts der Ölwanne eine Abschirmung vorgesehen ist, um beispielsweise die Wärme, insbesondere die Strahlungswärme im Bereich der Abgasanlage des Verbrennungsmotors, gegenüber der Ölwanne und somit auch dem darin befindlichen Öl abzuschirmen. Diese Abschirmung besteht vorzugsweise aus Metall.
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Je nach Einbauverhältnissen im Fahrzeug kann es erforderlich sein, dass die Ölwanne einen tieferen Abschnitt und einen flacheren Abschnitt aufweist. Dies ist beispielsweise bei solchen Fahrzeugen gegeben, bei denen das Abgasrohr unter dem Motor und somit auch unter der Ölwanne hindurchgeführt wird. Gemäß einer zweckmäßigen Ausgestaltung wird daher vorgeschlagen, dass im Bereich des flacheren Abschnitts der Ölwanne unter diesem Abschnitt eine Abschirmung vorgesehen ist.
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Darüber hinaus ist es vorteilhaft, die Abschirmung einstückig mit dem Getriebeabstützelement auszuführen. Während herkömmliche Abschirmbleche isoliert am Fahrzeug befestigt sind und die aufgenommene Wärme nur über Strahlung und Konvektion wieder abgeben können, leitet die erfindungsgemäße Abschirmung die Wärme zusätzlich über Wärmeleitung durch das Getriebeabstützelement in das angeflanschte Getriebegehäuse. Das Getriebegehäuse ist in der Regel aus Aluminium und hat aufgrund seiner Bauteilgröße ein großes Energieaufnahmepotential. So können Temperaturspitzen im Ölkreislauf verhindert werden.
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Um diesem Bauteil aus Getriebeabstützelement und Abschirmung eine größere Steifigkeit zu verleihen, ist es zweckmäßig, an einem Übergangsbereich von Getriebeabstützelement und Abschirmung Rippen anzuordnen, die bis in den unteren Bereich des Getriebeabstützelementes reichen. Zur weiteren Versteifung dieses Bauteils ist es möglich, zwischen der Abschirmung und dem Flansch verlaufende Wandteile vorzusehen.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Ölwanne sind weitere Bauteile in die Ölwanne integriert. So lassen sich in eine Ölwanne aus Kunststoff in einfacher Weise Ölleitungen, Rohrabschnitte und/oder Ölfilter sowie Sensoren und/oder Ölablassschrauben vorsehen.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Ausführungsbeispiele der Erfindung sind nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt:
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1 eine Baugruppe aus Verbrennungsmotor, Ölwanne und Getriebe in schematischer Darstellung,
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2 eine Ölwanne und ein Getriebeabstützelement vor deren Montage in perspektivischer Darstellung,
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3 eine vergrößerte Darstellung eines Ausschnitts der Ölwanne mit einer Zentrierbohrung,
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4 eine vergrößerte Darstellung eines anderen Ausschnitts der Ölwanne mit einer Zentrieröffnung,
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5 eine perspektivische Darstellung der Ölwanne und des an diese gefügten Getriebeabstützelements,
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6 eine Ausführungsvariante einer Ölwanne mit einem Getriebeabstützelement und Abschirmung,
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7 eine perspektivische Ansicht des Getriebeabstützelements mit Abschirmung der 6 als Einzelteil,
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8 die Ölwanne und das Getriebeabstützelement mit Abschirmung vor der Montage,
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9 die Ölwanne mit an dieser gefügtem Getriebeabstützelement.
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Ausführungsform(en) der Erfindung
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In 1 ist eine Baugruppe bestehend aus einem Verbrennungsmotor 1, einer Ölwanne 2 und einem Getriebe 3 dargestellt. Die Ölwanne 2 ist an einer Unterseite 9 eines Motorblocks 10 befestigt. Das Getriebe 3 besitzt einen Getriebeflansch 4, der sich bis etwa zu einem Boden 5 der Ölwanne 2 erstreckt. Die Ölwanne 2 besteht aus einem Kunststoffmaterial und ist daher zur Bildung einer Abstützung für den Getriebeflansch 4 nicht geeignet. Aus diesem Grund ist an der dem Getriebe 3 zugewandten Seite der Ölwanne 2 ein aus Metall bestehendes Getriebeabstützelement 6 vorgesehen, das auf den Getriebeflansch 4 exakt ausgerichtet und mit der Ölwanne 2 verbunden ist. An der dem Getriebe 3 abgewandten Seite ragt aus dem Motorblock 10 ein Ende der Kurbelwelle 7, auf dem eine Riemenscheibe 8 befestigt ist. Zur Befestigung eines in der Zeichnung nicht gezeigten Kompressors sind drei Befestigungspunkte 11, 12, 13 vorgesehen, wobei ein erster Befestigungspunkt 11 am Motorblock 10 definiert und zwei Befestigungspunkte 12, 13 an der Ölwanne 2 ausgebildet sind. Die Befestigungspunkte 12, 13 ermöglichen einen begrenzten Toleranzausgleich, so dass eine Riemenscheibe des Kompressors exakt zur Ebene der Riemenscheibe 8 ausgerichtet werden kann.
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Die 2 zeigt die Ölwanne 2 und das Getriebeabstützelement 6 als voneinander getrennte Teile. Die Ölwanne 2 besitzt einen an ihrem oberen Rand ausgebildeten Flansch 14, an dem eine Vielzahl von Bohrungen 15 angeordnet sind, durch die Schrauben in den Motorblock geschraubt werden, um die Ölwanne 2 an diesem zu befestigen. Da die aus einem Kunststoffmaterial bestehende Ölwanne 2 mit Fertigungstoleranzen behaftet ist und somit eine exakte Positionierung sowohl bezüglich des Motorblocks als auch des Getriebeflansches 4 nicht sicher gegeben ist, wird die Position der Ölwanne 2 ausschließlich am Motorblock exakt festgelegt, und die Ausrichtung bezüglich des Getriebeflanschs 4 erfolgt durch das Getriebeabstützelement 6. Dadurch kommt es zu unterschiedlichen Ausrichtungen der Ölwanne 2 und Getriebeabstützung 6, die durch einen entsprechenden Toleranzausgleich kompensiert werden und somit keine schädlichen Auswirkungen auf die Bauteile haben. Dieser Toleranzausgleich wird dadurch bewirkt, dass in einem Befestigungsflansch 16 des Getriebeabstützelements 6, der zur Anlage an der Ölwanne 2 vorgesehen ist, und zwar an der Unterseite des Flansches 14, Bohrungen 17 angeordnet sind, die einen größeren Durchmesser aufweisen als die Bohrungen 15 im Flansch 14, die zur Verbindung mit dem Getriebeabstützelement 6 und dem Motorblock vorgesehen sind.
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In 2 sind Abstützflächen 18 für den Getriebeflansch am Getriebeabstützelement 6 ausgebildet mit Bohrungen 19 zur Aufnahme von Befestigungsbolzen, so dass das Getriebeabstützelement 6 mit dem Getriebeflansch fest verschraubt werden kann. Zur exakten Positionierung der Ölwanne 2 am Motorblock dienen eine Zentrierbohrung 20 und eine Zentrieröffnung 21, die jeweils im Flansch 14 vorgesehen sind und in die an der Unterseite 9 des Motorblocks 10 in 1 angeordnete Zentrierstifte eingreifen. Die Zentrierbohrung 20 ist an der Seite des Motorblocks positioniert, die dem Getriebe abgewandt liegt, und die Zentrieröffnung 21 befindet sich benachbart zum Getriebe und demnach möglichst weit entfernt zum Kompressor. Aus 2 sind auch die an der Ölwanne 2 vorgesehenen Befestigungspunkte 12, 13 für den Kompressor ersichtlich.
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In 3 ist ein Ausschnitt der Ölwanne 2 vergrößert dargestellt, wobei es sich um den Bereich der Ölwanne handelt, in dem sich auch der Befestigungspunkt 12 befindet. Am Flansch 14 ist die Zentrierbohrung 20 angeordnet, in die bei der Montage am Motorblock ein Passstift eingreift. Die Bohrungen 15 zur Aufnahme von Befestigungsschrauben, mit denen die Ölwanne 2 am Motorblock angeschraubt wird, können durch metallische Einpressbuchsen 15' im Flansch 14 gebildet sein.
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Die 4 zeigt einen Ausschnitt der Ölwanne 2 in vergrößerter Darstellung in dem Bereich, der zur Aufnahme des Getriebeabstützelements 6 dient. Im Flansch 14 ist die Zentrieröffnung 21 angeordnet, die als Langloch ausgebildet ist und ebenfalls zur Aufnahme eines an der Unterseite des Motorblocks befindlichen Passstifts dient. Das Langloch ermöglicht es, die Toleranzen, die durch das Kunststoffmaterial der Ölwanne 2 bedingt sind, auszugleichen. Auch in 4 ist gezeigt, dass die Bohrungen 15 durch Einpressbuchsen 15' gebildet sein können. Die aus Metall bestehenden Einpressbuchsen 15' sind in der Lage, größere Spannkräfte ohne Verformung aufzunehmen als das Material der Ölwanne 2. Alternativ zu der Zentrierbohrung 20, Zentrieröffnung 21 und den darin eingreifenden Passstiften ist es auch möglich, Öffnungen am Motorblock und Passstifte am Flansch der Ölwanne 2 vorzusehen.
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Die 5 zeigt eine perspektivische Darstellung der Ölwanne 2 und das an diese gefügte Getriebeabstützelement 6. Es ist daraus ersichtlich, dass das Getriebeabstützelement 6 mit seinem Befestigungsflansch 16 an der Unterseite des Flansches 14 der Ölwanne 2 zur Anlage gebracht wird. Nachdem die Ölwanne 2 am Motorblock und das Getriebeabstützelement 6 am Getriebeflansch ausgerichtet sind, erfolgt das Verspannen des Getriebeabstützelements 6 an der Ölwanne 2 mittels Befestigungsschrauben, die durch die in 2 dargestellten Bohrungen 17 und Bohrungen 15 im Flansch 14 in den Motorblock geschraubt werden. Im Übrigen stimmen für gleiche Teile die Bezugszeichen mit denjenigen der 2 überein.
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Wie bereits zu 4 beschrieben, haben die Bohrungen 17 im Flansch 16 einen größeren Durchmesser als die Bohrungen 15 im Flansch 14, so dass eine ausreichende Überdeckung der Bohrungen gegeben ist, auch wenn die Winkellagen der Bauteile nicht übereinstimmen. Ein Unterschied von ca. 0,5 mm wird als ausreichend für die Toleranzkompensation angesehen. Selbstverständlich ist es auch möglich, die Bohrungen 15 größer auszuführen als die Bohrungen 17. Wesentlich ist dabei, dass auch bei unterschiedlichen Winkellagen die Überdeckung der Öffnungen ausreicht, um die Befestigungsschrauben kollisionsfrei hindurchtreten zu lassen.
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In 6 ist eine aus einem Kunststoffmaterial bestehende Ölwanne 22 gezeigt, die verschiedene Abschnitte in ihrer Kontur aufweist, wobei an deren in 6 linken Seite ein aus Metall bestehendes Getriebeabstützelement 23 angeordnet ist. Die Ölwanne 22 hat einen tieferen Abschnitt 22' und einen flacheren Abschnitt 22'', wobei letzterer dadurch bedingt ist, dass unter der Ölwanne 22 hindurch ein Abgasrohr 24 geführt ist. Um den Abschnitt 22'' vor der vom Abgasrohr 24 abgestrahlten Wärme zu schützen, ist an dem Getriebeabstützelement 23 eine Abschirmung 25 angeformt, die im Wesentlichen der Kontur des Abschnitts 22'' entspricht und in einem Abstand zum Abgasrohr 24 sich über diesem bogenförmig erstreckt. Das Getriebeabstützelement 23 weist einen Flansch 26 auf, der zur Anlage an einen Flansch 27 der Ölwanne 22 gebracht wird, um das Getriebeabstützelement 23 gemeinsam mit der Ölwanne 22 am Motorblock zu verschrauben. Zur Versteifung des aus Getriebeabstützelement 23 und Abschirmung 25 gebildeten Bauteils sind Rippen 28 vorgesehen, die bis in den unteren Bereich des Getriebeabstützelements 23 reichen.
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Die 7 zeigt das Getriebeabstützelement 23 mit Abschirmung 25 in perspektivischer Darstellung. Daraus ist ersichtlich, dass in dem Flansch 26 mehrere Bohrungen 29 vorgesehen sind, die zur Aufnahme von Befestigungsbolzen dienen, die in den Motorblock geschraubt werden. Die Abschirmung 25 ist zu ihrem freien Ende hin bogenförmig gestaltet und über seitliche Wandteile 30 mit dem Flansch 26 verbunden, wodurch das Bauteil eine besondere Steifigkeit behält. Durch die Verbindung der Abschirmung 25 mit dem Flansch 26 durch die Wandteile 30 und die Versteifung durch die Rippen 28 ist eine besonders gute Wärmeleitung der Abschirmung 25 gegeben. So kann von der Abschirmung 25 aufgenommene Wärme des Abgasrohres 24 über das Getriebeabstützelement 23 in das Gehäuse des angeflanschten Getriebes 3 abgeführt werden.
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Die 8 zeigt die Ölwanne 22 und das Getriebeabstützelement 23 mit Abschirmung 25 vor deren Montage in perspektivischer Ansicht. Daraus sind Abstützflächen 31 zur Anlage des Getriebeflansches ersichtlich, wobei in den Abstützflächen 31 Bohrungen 32 vorgesehen sind, damit das Getriebeabstützelement 23 fest mit dem Getriebeflansch verspannt werden kann. Die Ölwanne 22 weist an ihrem Flansch 27 eine Vielzahl von Bohrungen 33 auf, durch die Befestigungsbolzen in den Motorblock geschraubt werden, um die Ölwanne 22 zu befestigen. Es ist ersichtlich, dass die Konturen des Bodens im Abschnitt 22'' und der Abschirmung 25 aufeinander abgestimmt sind. Die Befestigungspunkte 12 und 13 für den Kompressor sind ebenfalls an der Ölwanne 22 vorgesehen. Im Übrigen stimmen die Bezugszeichen für gleiche Teile mit denjenigen der 6 und 7 überein.
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In 9 ist das an die Ölwanne 22 gefügte Getriebeabstützelement 23 mit Abschirmung 25 in perspektivischer Darstellung gegen die Unterseite der Ölwanne 22 gezeigt. Die Bohrungen im Flansch 26 sind in Überdeckung mit den Bohrungen im Flansch 27 gebracht, wobei zum Ausgleich unterschiedlicher Winkellagen von Ölwanne 22 und Getriebeabstützelement 23 aufgrund deren Ausrichtung zum Motorblock bzw. Getriebeflansch die gleichen Maßnahmen getroffen werden können, wie zu 1 bis 5 beschrieben.
