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Die Erfindung betrifft eine Ölwanne für eine Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs zur trennbaren Verbindung mit einem Kurbelgehäuse der Brennkraftmaschine, wobei die Ölwanne einen einteiligen Gusskörper aufweist, der zum einen eine Bodenstruktur und eine Seitenwand, die beide einen Innenraum zur Aufnahme von Öl ausbilden, und zum anderen einen integrierten Kanal für die Ölförderung umfasst, wobei in dem Kanal zur Verbindung mit dem Innenraum ein im Bereich der Bodenstruktur angeordneter Öffnungsquerschnitt eingebracht ist und weiterhin für eine Verbindung mit einer Ölleitung eine Durchbrechung in den Gusskörper eingebracht ist.
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Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer Ölwanne, bei dem der Gusskörper mittels eines Urform-Verfahrens hergestellt wird.
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Eine einteilig gegossene Ölwanne mit einem Kanal zur Förderung von Öl ist aus der Druckschrift
DE 29 23 993 A1 bekannt. Weiterhin ist aus der Druckschrift
DE 34 36 153 A1 eine Ölwanne mit einer im Innenraum der Ölwanne angeordneten Rinne bekannt, wobei die Rinne Durchtrittsöffnungen für Öl aufweist.
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Häufig werden Ölwannen als ein einteiliger Gusskörper mit einer Bodenstruktur und einer Seitenwand erzeugt. Einteilige Gusskörper sind verhältnismäßig einfach herzustellen und bedürfen neben der Montage an dem Kurbelwellengehäuse keines weiteren Zusammenbaus. Dies ist auch für die Anforderungen hinsichtlich Wartungsarmut und Dichtigkeitsdauer bedeutsam. Ist in einem Gusskörper ein Kanal vorzusehen, kann dieser entweder nach dem Guss erzeugt oder beim Guss ausgebildet werden, wobei in der Regel eine Nacharbeit, insbesondere für die Herstellung des Öffnungsquerschnitts, erforderlich ist oder beim Guss ein weiterer Schieber vorgehalten und angesteuert werden muss.
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Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Ölwanne der eingangs genannten Art derart auszuführen, dass die Herstellung der Ölwanne gegenüber dem Stand der Technik vereinfacht wird.
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Diese Aufgabe wird gelöst mit einer Ölwanne gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 1. Die Unteransprüche betreffen besonders zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung.
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Erfindungsgemäß ist also eine Ölwanne vorgesehen, bei der die Durchbrechung die Leitung mit dem Kanal verbindet. Die Zusammenlegung der Leitungszufuhr mit einem Teilabschnitt des Kanals ermöglicht eine freiere Gestaltung der Ölwanne. Das in der Leitung transportierte Öl wird über den Kanal und den gemeinsamen Öffnungsquerschnitt in den Innenraum der Ölwanne geleitet. Dabei ist der Öffnungsquerschnitt unterhalb des freien Ölspiegels angeordnet, wodurch die Vermischung mit Blow-By-Gasen reduziert wird. Die Durchbrechung kann dabei oberhalb des Ölspiegels angeordnet sein, wodurch der Aufwand an die Abdichtung der Durchbrechung geringer ausfällt.
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Günstig ist es, dass die Durchbrechung und der Öffnungsquerschnitt koaxial ausgebildet sind. Hierdurch ist es möglich, die Durchbrechung und den Öffnungsquerschnitt mit weniger Arbeitsschritten zu erzeugen. Wird beispielsweise der Kanal im Guss mit dem Gusskörper urgeformt, können die Durchbrechung und der Öffnungsquerschnitt in einem Arbeitsgang erzeugt werden. Dabei wird der Gusskörper mit einem Bohr- oder Fräswerkzeug bearbeitet, welches hierzu nur einmal angesetzt werden muss. Ein weiteres Beispiel wäre die Ausbildung der Durchbrechung und des Öffnungsquerschnitts beim Gießen und das nachträgliche Erzeugen des Kanals. In jedem Fall entfällt zumindest ein sich dem Guss anschließender weiterer Bearbeitungsschritt. Erfindungsgemäß sind lediglich zwei Arbeitsschritte erforderlich. Ein anderes Beispiel wäre, dass sowohl der Kanal als auch die Durchbrechung und der Öffnungsquerschnitt spanabhebend erzeugt werden. Alternativ werden Kanal, Durchbrechung und Öffnungsquerschnitt beim Guss, beispielsweise mittels zwei Kernen, erzeugt, wobei anschließend lediglich der Kontaktbereich der beiden Kerne nachgearbeitet werden muss. Dabei ist es vorteilhaft, dass an der Außenseite der Ölwanne eine Aufnahme angeformt ist, wobei die Durchbrechung in dem Bereich der Aufnahme in dem Gusskörper ausgebildet ist. Diese Aufnahme dient als Verbindungs- und Dichtmittel der Leitung an der Ölwanne.
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Eine Ausführungsform der Ölwanne betrifft den Kanal, welcher vorzugsweise parallel zur Seitenwand und insbesondere senkrecht zur Bodenstruktur ausgerichtet ist. Dabei ist der Öffnungsquerschnitt senkrecht zu dem Kanal orientiert. Das aus dem Kanal rücklaufende Öl wird im Bereich des Öffnungsquerschnitts umgelenkt und strömt in der Nähe der Bodenstruktur unterhalb des freien Ölspiegels in den Innenraum der Ölwanne.
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Es hat sich als vielversprechend herausgestellt, dass der Kanal als ein Ölrücklauf beispielsweise aus dem Zylinderkopf der Brennkraftmaschine ausgeführt ist. Die Leitung ist ein Ölrücklauf aus einem Abgasturbolader der Brennkraftmaschine.
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Die Aufgabe wird weiterhin gelöst mit einem Verfahren gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 8. Die Unteransprüche betreffen besonders zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung.
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Erfindungsgemäß ist also ein Verfahren vorgesehen, bei dem zur Herstellung einer Ölwanne die Durchbrechung und/oder der Öffnungsquerschnitt gemeinsam mit dem Gusskörper in dem Urform-Verfahren hergestellt oder nach der Herstellung des Gusskörpers mittels eines spanabhebenden Verfahrens in dem Gusskörper erzeugt werden. Hierdurch werden die Ölrückläufe aus dem Zylinderkopf und dem Abgasturbolader zusammengelegt, wodurch die Anzahl der Bearbeitungsschritte beziehungsweise der Aufwand des Gusses verringert wird. Wird beispielsweise nur der Kanal beim Gießen erzeugt, muss der Öffnungsquerschnitt nachträglich erzeugt werden. Werden Öffnungsquerschnitt und Durchbrechung auch beim Urformen mittels eines weiteren, an einem eigenen Schieber angeordneten Kern hergestellt, muss lediglich der Begegnungsbereich der beiden Kerne einmalig nachbearbeitet werden. Erfindungsgemäß wird eine Ausführungsform bevorzugt, bei der der Öffnungsquerschnitt gemeinsam mit der Durchbrechung in einem Fertigungsvorgang erzeugt wird. Das hierzu verwendete Werkzeug, wie zum Beispiel ein Bohr- oder Fräskopf, muss nur einmal angesetzt werden. Der Öffnungsquerschnitt und die Durchbrechung sind dann axial orientiert.
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Alternativ können die Durchbrechung und der Öffnungsquerschnitt urgeformt werden und der Kanal mittels eines spanabhebenden Verfahrens in dem Gusskörper erzeugt werden. Alternativ werden sowohl der Kanal, als auch der Öffnungsquerschnitt und die Durchbrechung mittels eines spanabhebenden Verfahrens in den Gusskörper eingebracht.
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Die Erfindung lässt zahlreiche Ausführungsformen zu. Zur weiteren Verdeutlichung ihres Grundprinzips sind zwei davon in der Zeichnung dargestellt und werden nachfolgend beschrieben. Diese zeigt in
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1 eine geschnittene schematische Darstellung einer Ölwanne;
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2 eine schematische Darstellung einer Brennkraftmaschine;
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3 eine schematische Darstellung eines ersten Fertigungsschritts einer ersten Ausführungsform des Verfahrens zur Herstellung einer Ölwanne;
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4 eine schematische Darstellung eines zweiten Fertigungsschritts einer ersten Ausführungsform des Verfahrens zur Herstellung einer Ölwanne;
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5 eine schematische Darstellung einer zweiten und einer dritten Ausführungsform des Verfahrens zur Herstellung einer Ölwanne;
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6 eine schematische Darstellung einer vierten Ausführungsform des Verfahrens zur Herstellung einer Ölwanne;
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7 eine schematische Darstellung eines Ausschnitts der Brennkraftmaschine;
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8 eine schematische Darstellung des Innenraums der Ölwanne;
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9 eine schematische Darstellung der in 1 gezeigten Ölwanne.
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1 zeigt eine Ölwanne 1 für eine in 2 dargestellte Brennkraftmaschine 2 eines Kraftfahrzeugs. Die Ölwanne 1 ist für eine trennbare Verbindung mit einem in 2 vollständig dargestellten Kurbelgehäuse 4 der Brennkraftmaschine 2 vorgesehen. Die Ölwanne 1 ist ein einteiliger Gusskörper 5, umfassend eine Bodenstruktur 6 und eine Seitenwand 7. In dem Gusskörper 5 ist ein Kanal 8 ausgebildet. Der Kanal 8 dient der Förderung von Öl 11, insbesondere der Rückführung von Öl 11 aus dem in 2 gezeigten Zylinderkopf 9 der Brennkraftmaschine 2. Die Seitenwand 7 und die Bodenstruktur 6 begrenzen einen Innenraum 10 zur Aufnahme von Öl 11. Der Kanal 8 hat zur Verbindung mit dem Innenraum 10 einen Öffnungsquerschnitt 12. Der Öffnungsquerschnitt 12 ist im Bereich der Bodenstruktur 6 unterhalb des freien Ölspiegels 16 angeordnet. Weiterhin ist an der Außenseite 13 des Gusskörpers 5 eine Aufnahme 14 für eine Leitung 15 angeformt. Die Leitung 15 dient als Ölrücklauf von einem nicht weiter dargestellten Abgasturbolader der Brennkraftmaschine 2. Im Bereich der Aufnahme 14 hat die Seitenfläche 7 der Ölwanne 1 eine Durchbrechung 17. Die Durchbrechung 17 verbindet die Leitung 15 direkt mit dem Kanal 8 und mittelbar über den Öffnungsquerschnitt 12 des Kanals 8 mit dem Innenraum 10. Der Kanal 8 ist parallel zur Seitenwand 7 und insbesondere annähernd orthogonal zur Bodenstruktur 6 orientiert, wobei der Öffnungsquerschnitt 12 und die Durchbrechung 17 senkrecht zum Kanal 8 ausgerichtet sind. Die Durchbrechung 17 und der Öffnungsquerschnitt 12 sind darüber hinaus koaxial ausgebildet.
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2 zeigt eine stark vereinfachte Brennkraftmaschine 2 mit der Ölwanne 1, einem Kurbelgehäuse 4 und einem Zylinderkopf 9. Die Ölwanne 1 ist mit dem Kurbelgehäuse 4 trennbar verbunden. Zwischen Zylinderkopf 9 und Kurbelgehäuse 4 ist ein Zylinder 18 zur Aufnahme eines Kolbens 19 angeordnet. In dem Kurbelgehäuse 4 ist eine Kurbelwelle 3 angeordnet.
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3 veranschaulicht einen ersten Fertigungsschritt einer ersten Ausführungsform des Verfahrens zur Herstellung der in 1 beschriebenen Ölwanne 1. Dabei wird in einem Gießwerkzeug 20 der einteilige Gusskörper 5 hergestellt. Das Gießwerkzeug 20 besteht bei dieser Ausführungsform aus einem Oberschieber 21, einem Seitenschieber 22 und einem Unterschieber 23. Die Schieber 21, 22, 23 sind jeweils linear in Richtung des entsprechenden Pfeils 24 beweglich gelagert. Der Kanal 8 wird beim Gießen des Gusskörpers 5 gemeinsam mit diesem urförmig erzeugt. Jedoch ist es mittels des Oberschiebers 21 nicht möglich, den in 1 gezeigten Öffnungsquerschnitt 12 auszubilden.
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4 zeigt den zweiten Fertigungsschritt der ersten Ausführungsform des Verfahrens. Dabei werden der in 1 gezeigte Öffnungsquerschnitt 12 und die Durchbrechung 17 nachträglich gemeinsam erzeugt. Dazu werden mittels eines spanabhebenden Verfahrens die Durchbrechung 17 und der Öffnungsquerschnitt 12 in den Gusskörper 5, beispielsweise mittels eines spanabhebenden Verfahrens, von einem Schneidwerkzeug 25 in den Gusskörper 5 eingebracht, wobei der Kanal 8 angeschnitten und/oder durchdrungen wird.
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5 zeigt den zweiten Fertigungsschritt einer zweiten Ausführungsform beziehungsweise einer dritten Ausführungsform des Verfahrens zur Herstellung der in 1 beschriebenen Ölwanne 1. Bei der zweiten Ausführungsform des Verfahrens wurden im nicht dargestellten ersten Fertigungsschritt die Durchbrechung 17 und der Öffnungsquerschnitt 12 mittels eines spanabhebenden Verfahrens erzeugt. Bei der dritten Ausführungsform des Verfahrens wurde im nicht dargestellten ersten Fertigungsschritt der Gusskörper 5 mit der Durchbrechung 17 und dem Öffnungsquerschnitt 12 urförmig gegossen. Die Durchbrechung 17 und der Öffnungsquerschnitt 12 wurden dabei von einem in 6 dargestellten Seitenschieber 22 erzeugt. In dem dargestellten zweiten Fertigungsschritt wird der Kanal 8 mittels eines spanabhebenden Verfahrens von einem Schneidwerkzeug 25 in den Gusskörper 5 eingebracht.
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6 veranschaulicht eine vierte Ausführungsform des Verfahrens zur Herstellung der in 1 beschriebenen Ölwanne 1. Dabei wird in einem Gießwerkzeug 20 der einteilige Gusskörper 5 hergestellt. Das Gießwerkzeug 20 besteht bei dieser Ausführungsform, wie auch bei der ersten, in 3 gezeigten Ausführungsform, aus einem Oberschieber 21, einem Seitenschieber 22 und einem Unterschieber 23. Die Schieber 21, 22, 23 sind jeweils translatorisch in Richtung des entsprechenden Pfeils 24 beweglich gelagert. Der Kanal 8 wird beim Gießen des Gusskörpers 5 gemeinsam mit diesem urförmig erzeugt. Zugleich werden der Öffnungsquerschnitt 12 und die Durchbrechung 17 mittels des Seitenschiebers 22 urförmig erzeugt.
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7 zeigt in einer Ansicht eines Ausschnitts der Brennkraftmaschine 2 die Außenseite 13 der Ölwanne 1 und des Kurbelgehäuses 4. Dabei ist sowohl an dem Kurbelgehäuse 4 als auch an der Ölwanne 1 der Kanal 8 zu erkennen, welcher als Ölrücklauf von dem in 2 gezeigten Zylinderkopf 9 dient. Die Fließrichtung des Ölrücklaufs aus dem Zylinderkopf 9 ist mit Pfeil 26 angedeutet. An der Ölwanne 1 ist die Aufnahme 14 für die in 1 gezeigte Leitung 15 zu erkennen, welche als Ölrückleitung von einem nicht dargestellten Abgasturbolader dient. Deren Fließrichtung ist durch Pfeil 27 angedeutet.
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8 zeigt eine Ansicht des Innenraums 10 der Ölwanne 1. An der Seitenwand 7 ist der Kanal 8 ausgebildet und im Bereich der Bodenstruktur 6 ist der Öffnungsquerschnitt 12 des Kanals 8 zu erkennen. Auch hier sind die Fließrichtungen der beiden Ölrückläufe wie in 7 durch Pfeile 26, 27 angedeutet.
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9 zeigt eine geschnittene Darstellung der in 1 gezeigten Ölwanne 1 an einem Kurbelgehäuse 4. Wie in den 6 und 7 sind mit Pfeil 26 und Pfeil 27 die Fließrichtungen des rückgeführten Öls durch den Kanal 8 beziehungsweise durch den Durchbruch 17 und schließlich gemeinsam durch den Öffnungsquerschnitt 12 veranschaulicht.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Ölwanne
- 2
- Brennkraftmaschine
- 3
- Kurbelwelle
- 4
- Kurbelgehäuse
- 5
- Gusskörper
- 6
- Bodenstruktur
- 7
- Seitenwand
- 8
- Kanal
- 9
- Zylinderkopf
- 10
- Innenraum
- 11
- Öl
- 12
- Öffnungsquerschnitt
- 13
- Außenseite
- 14
- Aufnahme
- 15
- Leitung
- 16
- Ölspiegel
- 17
- Durchbrechung
- 18
- Zylinder
- 19
- Kolben
- 20
- Gießwerkzeug
- 21
- Oberschieber
- 22
- Seitenschieber
- 23
- Unterschieber
- 24
- Pfeil
- 25
- Schneidwerkzeug
- 26
- Pfeil
- 27
- Pfeil
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 2923993 A1 [0003]
- DE 3436153 A1 [0003]
- DE 3638437 A1 [0004]
- DE 3146799 C1 [0004]
- DE 3134977 A1 [0004]
- DE 10033416 C1 [0004]
