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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Ölwanne einer Brennkraftmaschine, umfassend ein Ölwannenunterteil mit einer Wandanordnung, mittels derer das Ölwannenunterteil derart in mehrere Ölsammelzonen aufgeteilt ist, dass zwischen den Ölsammelzonen ein Ansaugraum ausgebildet ist, wobei zwischen jeder der Ölsammelzonen und dem Ansaugraum jeweils mindestens eine Öldurchtrittsöffnung ausgebildet ist, sowie ein Ölwannenoberteil, das an dem Ölwannenunterteil angebracht ist.
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Ölwannen sind Teil eines Schmierölkreislaufs einer Brennkraftmaschine, der dem Zweck dient, zahlreiche mechanische Bauteilkomponenten mit einer ausreichenden Menge Öl zu versorgen, um diese zu schmieren und darüber hinaus auch Wärme von diesen abzuführen. Bei kurzen und sehr hohen Beschleunigungsspitzen, die zum Beispiel beim Slalomfahren oder im Rennstreckenbetrieb auftreten können, werden besonders hohe Anforderungen an einen funktionierenden Ölkreislauf gestellt. Dabei muss sichergestellt werden, dass das Ansaugen des Öls stets luftfrei erfolgt, da es ansonsten zu einer Beschädigung der Brennkraftmaschine kommen kann.
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Aus der
DE 23 41 274 A1 ist eine Ölwanne einer Brennkraftmaschine bekannt, die mittels einer Anzahl sich in vertikaler Richtung erstreckender Trennwände in vier außenliegende Ölsammelzonen und einen zentralen Ansaugraum für eine Ölansaugvorrichtung unterteilt ist. Die Trennwände weisen jeweils eine Öldurchtrittsöffnung auf, die die Ölsammelzonen mit dem zentralen Ansaugraum verbinden. Diese Ölwanne ermöglicht unter verschiedenen fahrdynamischen Bedingungen ein luftfreies Ansaugen des Öls. Aus der
JP 1-166205 ist es bekannt, die Trennwände innerhalb der Ölwanne im Wesentlichen X-förmig anzuordnen.
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Gattungsgemäße Ölwannen weisen in der heutigen Serienanwendung in der Regel ein Ölwannenoberteil sowie ein Ölwannenunterteil auf, die aus Aluminiumdruckguss hergestellt sind. Ein Trockensumpf, der in eine derartige Ölwanne integriert ist, besteht nicht zuletzt aufgrund der Werkstoffauswahl aus einer Vielzahl von Einzelkomponenten. Diese Einzelkomponenten müssen einzeln hergestellt, beschafft und gelagert werden. Im Herstellungsprozess müssen sämtliche Komponenten einem Montageband zugeführt und nacheinander montiert werden. Die Herstellung einer derartigen Ölwanne ist somit aufwändig und kostenintensiv.
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Aus der
DE 10 2008 048 793 A1 ist es bekannt, eine Ölwanne zweiteilig aus Kunststoff herzustellen, wobei ein Oberteil durch Heißgasschweißen mit einem Unterteil verbunden wird.
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Die vorliegende Erfindung macht es sich zur Aufgabe, eine Ölwanne der eingangs genannten Art zur Verfügung zu stellen, die einfacher und kostengünstiger hergestellt werden kann.
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Die Lösung dieser Aufgabe liefert eine Ölwanne der eingangs genannten Art mit den Merkmalen des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1. Die Unteransprüche betreffen vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung.
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Eine erfindungsgemäße Ölwanne zeichnet sich dadurch aus, dass das Ölwannenoberteil ein Gehäuseteil, eine Luftölabscheiderbaugruppe, die zumindest einen Luftölabscheider aufweist, und eine Ölführungsbaugruppe, die Anschlussmittel zum Anschluss an eine Ölpumpe aufweist, umfasst, wobei das Gehäuseteil, die Luftölabscheiderbaugruppe und die Ölführungsbaugruppe zumindest abschnittsweise – vorzugsweise stoffschlüssig – miteinander verbunden sind. Die Erfindung geht von der Idee aus, alle Einzelkomponenten beziehungsweise möglichst alle Funktionsumfänge der Ölwanne in das Ölwannenoberteil und in das Ölwannenunterteil zu integrieren, so dass die Herstellung und die Montage der Ölwanne besonders einfach erfolgen können. Das Gehäuseteil, die Luftölabscheiderbaugruppe und die Ölführungsbaugruppe, aus denen das Ölwannenoberteil gebildet ist, sowie das Ölwannenunterteil sind vorteilhaft aus Kunststoff hergestellt, so dass die erfindungsgemäße Ölwanne kostengünstig hergestellt werden kann. Dadurch, dass das Ölwannenoberteil und das Ölwannenunterteil aus Kunststoff hergestellt sind, kann darüber hinaus in vorteilhafter Weise auch Gewicht eingespart werden. Dieses kann sich positiv auf den Kraftstoffverbrauch der Brennkraftmaschine auswirken.
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Für eine besonders einfache Herstellung des Ölwannenoberteils ist es vorteilhaft, wenn das Gehäuseteil, die Luftölabscheiderbaugruppe und die Ölführungsbaugruppe einteilig ausgebildet sind. Der Wegfall von Trennstellen, die üblicherweise bei den aus dem Stand der Technik bekannten Ölwannenoberteilen und Ölwannenunterteilen vorhanden sind, wirkt sich darüber hinaus positiv auf das Gesamtgewicht der Ölwanne aus. Wenn das Ölwannenunterteil ebenfalls einteilig ausgebildet ist, kann eine zusätzliche Montage weiterer Einbauteile – abgesehen von der Montage eines Ölansaugschnorchels der Ölpumpe – in vorteilhafter Weise entfallen.
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Vorzugsweise können das Gehäuseteil, die Luftölabscheiderbaugruppe und die Ölführungsbaugruppe, insbesondere durch Heißgasschweißen, stoffschlüssig miteinander verbunden sein. Ebenso besteht die Möglichkeit, dass das Ölwannenoberteil und das Ölwannenunterteil ebenfalls stoffschlüssig, insbesondere durch Heißgasschweißen, miteinander verbunden sind.
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In einer bevorzugten Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass das Ölwannenoberteil einen ersten Anschlussflansch zum Anschluss der Ölwanne an ein Kurbelgehäuse der Brennkraftmaschine umfasst, wobei der erste Anschlussflansch einen Grobölabscheiderrücklauf aus einer Kurbelgehäuseentlüftung sowie einen Feinölabscheiderrücklauf aus der Kurbelgehäuseentlüftung aufweist. Dadurch kann die Anzahl der in das Ölwannenoberteil integrierten Funktionsumfänge weiter vergrößert werden.
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In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform wird vorgeschlagen, dass die Ölführungsbaugruppe zumindest eine integrierte Abgasturbolader-Ölabsaugleitung umfasst, die in das erste Anschlussmittel mündet. Vorzugsweise können zwei integrierte Abgasturbolader-Ölabsaugleitungen vorgesehen sein, die in das erste Anschlussmittel, welches an die Ölpumpe anschließbar ist, münden. Durch diese Maßnahme können die in das Ölwannenoberteil integrierten Funktionsumfänge noch weiter vergrößert werden.
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Vorzugsweise kann das zweite Anschlussmittel, das an die Ölpumpe anschließbar ist, für eine Ölrückfuhr aus Zylinderkopfabsaugstufen der Brennkraftmaschine vorgesehen sein. Dadurch wird eine weitere Funktionsintegration in das Ölwannenoberteil erreicht.
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In einer vorteilhaften Ausführungsform kann die Ölführungsbaugruppe eine integrierte Ölführungsleitung für den mindestens einen Luftölabscheider aufweisen, die in das zweite Anschlussmittel mündet.
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In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform wird vorgeschlagen, dass die Ölführungsbaugruppe eine integrierte Zusammenführung der Ölrückläufe aus der Kurbelgehäuseentlüftung sowie einen Austritt für das Öl aus der Kurbelgehäuseentlüftung, der mit der Zusammenführung der Ölrückläufe verbunden ist, aufweist.
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In einer besonders zweckmäßigen Ausgestaltungsvariante kann vorgesehen sein, dass die Luftölabscheiderbaugruppe eine Haltestruktur aufweist, an der die Ölführungsbaugruppe abschnittsweise gehalten ist. Dadurch wird in vorteilhafter Weise die Strukturstabilität des Ölwannenoberteils vergrößert.
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Vorzugsweise kann das Gehäuseteil eine Steckerdurchführung aufweisen, durch die ein Anschlussstecker zur elektrischen Ansteuerung der Ölpumpe hindurchführbar ist. Dadurch kann in vorteilhafter Weise ein zusätzlicher Dichtungsflansch entfallen.
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In einer besonders bevorzugten Ausführungsform besteht die Möglichkeit, dass die Ölsammelzonen in ihren an eine Seitenwandung des Ölwannenunterteils angrenzenden Randbereichen jeweils eine Öldurchtrittsöffnung aufweisen. Diese randseitig vorgesehenen Öldurchtrittsöffnungen ermöglichen in vorteilhafter Weise eine Ölstandsmessung innerhalb der Ölwanne, die insbesondere mittels einer elektronischen Sonde durchgeführt werden kann.
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Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden deutlich anhand der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beiliegenden Abbildungen. Dabei zeigen
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1 eine perspektivische Ansicht eines Ölwannenunterteils einer Ölwanne, die gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ausgeführt ist,
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2 eine perspektivische Ansicht eines Ölwannenoberteils der Ölwanne, die eine Oberseite des Ölwannenoberteils zeigt,
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3 eine weitere perspektivische, in Bezug auf 2 um 180° gedrehte Ansicht des Ölwannenoberteils, die eine Unterseite des Ölwannenoberteils zeigt.
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Eine gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ausgeführte Ölwanne für eine Brennkraftmaschine umfasst ein Ölwannenunterteil 1 sowie ein Ölwannenoberteil 2, das bei der Montage mit dem Ölwannenunterteil 1 verbunden wird. Das Ölwannenunterteil 1 ist einstückig aus Kunststoff hergestellt und umfasst einen Boden 10 sowie eine umlaufende Seitenwandung 11, welche das Ölwannenunterteil 1 seitlich begrenzt.
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Innerhalb des Ölwannenunterteils 1 ist eine Wandanordnung ausgebildet, die vier sich in vertikaler Richtung erstreckende Trennwände 12a–12d umfasst, welche so angeordnet sind, dass die Wandanordnung im Wesentlichen X-förmig ausgeführt ist. Die Wandanordnung umfasst in diesem Ausführungsbeispiel darüber hinaus eine sich in vertikaler Richtung erstreckende Verbindungswand 12e, die zwischen einer ersten Trennwand 12a und einer vierten Trennwand 12d vorgesehen ist. Mittels der Wandanordnung wird das Ölwannenunterteil 1 derart in vier einzelne Ölsammelzonen 13a, 13b, 13c, 13d aufgeteilt, dass zwischen diesen ein zentral positionierter Ansaugraum 14 ausgebildet ist. Die vier im Ölwannenunterteil 1 ausgebildeten Ölsammelzonen 13a, 13b, 13c, 13d werden nach oben hin durch weitere Funktionskomponenten, die am Ölwannenoberteil 2 vorgesehen sind, fortgeführt. Dadurch wird erreicht, dass das Ölwannenunterteil 1 und das daran angebrachte Ölwannenoberteil 2 ein möglichst geschlossenes Volumen bilden. Innerhalb des Ansaugraums 14 ist ein Ölansaugschnorchel 3 einer hier nicht explizit dargestellten Ölpumpe des Schmierölkreislaufs angeordnet. Der Ölansaugschnorchel 3 liegt mit einem ringförmigen Abstandsstück 4 am Boden 10 des Ölwannenunterteils 1 an. Das Abstandsstück 4 weist im Bereich eines dem Boden 10 des Ölwannenunterteils 1 zugewandten Endes eine die Außenwandung des Abstandsstücks 4 durchsetzende und zum Boden 10 hin offene Ölansaugöffnung 40 auf.
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Alle vier Ölsammelzonen 13a, 13b, 13c, 13d weisen in ihren an die Seitenwandung 11 angrenzenden seitlichen Randbereichen jeweils eine Öldurchtrittsöffnung 15a, 15b, 15c, 15d auf, die einen Ausgleich des Ölniveaus zwischen den einzelnen Ölsammelzonen 13a, 13b, 13c, 13d ermöglichen. Die Öldurchtrittsöffnungen 15a, 15b, 15c, 15d sind ferner erforderlich, damit eine Ölstandsmessung innerhalb der Ölwanne, insbesondere mittels einer elektronischen Sonde, durchgeführt werden kann. Die Verbindung der Ölsammelzonen 13a, 13b, 13c, 13d erfolgt vorteilhaft in den seitlichen Randbereichen, damit möglichst wenig „gepufferte" Ölmenge verloren wird. Darüber hinaus weisen alle vier Ölsammelzonen 13a, 13b, 13c, 13d jeweils eine Öldurchtrittsöffnung 16a, 16b, 16c, 16d zum Ansaugraum 14 auf, so dass ein Ölfluss zwischen den Ölsammelzonen 13a, 13b, 13c, 13d und dem Ansaugraum 14 möglich ist.
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Brennkraftmaschinen, welche die hier vorgestellte Ölwanne aufweisen, sind universell in Kraftfahrzeugen einsetzbar, die eine Heck- oder Mittelmotoranordnung aufweisen. Ein erster Pfeil 100 symbolisiert in 1 eine Vorwärtsfahrtrichtung eines Heckmotorfahrzeugs und ein zweiter Pfeil 101 symbolisiert eine Vorwärtsfahrtrichtung eines Mittelmotorfahrzeugs. Bei hohen fahrdynamischen Einflüssen muss vermieden werden, dass der Ölansaugschnorchel 3 aus dem Ölniveau innerhalb des Ölwannenunterteils 1 heraustaucht, da es ansonsten zu einer Beschädigung der Brennkraftmaschine kommt. Insbesondere bei kurzen und sehr hohen Beschleunigungsspitzen, die zum Beispiel beim Slalomfahren oder im Rennstreckenbetrieb auftreten, werden hohe Anforderungen an einen funktionierenden Ölkreislauf gestellt. Die im Wesentlichen X-förmige Aufteilung des Ölwannenunterteils 1 in die vier Ölsammelzonen 13a, 13b, 13c, 13d trägt in einem erheblichen Maße dazu bei, in beiden Einbauanordnungen der Brennkraftmaschine ein unerwünschtes, von fahrdynamischen Einflüssen abhängiges Ansaugen von Luft zu verhindern. Beim Abbremsen des Kraftfahrzugs soll zum Beispiel ein Luftansaugen bei niedrigen Drehzahlen der Brennkraftmaschine verhindert werden. Beim Beschleunigen soll demgegenüber ein Luftansaugen bei hoher Drehzahl der Brennkraftmaschine vermieden werden.
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Durch die Kombination der im Wesentlichen X-förmigen Aufteilung des Ölwannenunterteils 1 in die vier Ölsammelzonen 13a, 13b, 13c, 13d mit der gerichteten Ölansaugung über die Ölansaugöffnung 40 des mit dem Ölansaugschnorchel 3 verbundenen Abstandsstücks 4 wird erreicht, dass das Öl gezielt der Ölansaugöffnung 40 zugeführt werden kann. Die Größen der Öldurchtrittsöffnungen 16a, 16b, 16c, 16d, die in den Ansaugraum 14 münden, sind so gewählt, dass unter fahrdynamischen Einflüssen zumindest der von der Ölpumpe benötigte Volumenstrom nachfließt. Das in jeder der vier Ölsammelzonen 13a, 13b, 13c, 13d befindliche Öl wird kanalisiert und direkt der Ansaugung über die an den Ölansaugschnorchel 3 angeschlossene Ölansaugöffnung 40 zugeführt. Da unter Beschleunigungseinflüssen nur das benötigte Öl nachfließen kann, wird eine „Pufferung“ des Öls innerhalb der vier Ölsammelzonen 13a, 13b, 13c, 13d bewirkt, die dem Zweck dient, kurzfristige Dynamikspitzen abzufangen. Jeder der vier Ölsammelzonen 13a, 13b, 13c, 13d kann eine zu „puffernde" Beschleunigungsrichtung (Linkskurve, Rechtskurve, Bremsen, Beschleunigen) zugeordnet werden. Da das Ölwannenunterteil 1 einstückig ausgebildet ist, kann eine zusätzliche Montage weiterer Einbaukomponenten – abgesehen vom Ölansaugschnorchel 3 – in vorteilhafter Weise entfallen.
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Unter Bezugnahme auf 2 und 3 soll nachfolgend der Aufbau des Ölwannenoberteils 2 der Ölwanne näher erläutert werden. Das Ölwannenoberteil 2 weist ein Gehäuseteil 5 auf, innerhalb dessen eine Luftölabscheiderbaugruppe 6 und eine Ölführungsbaugruppe 7 untergebracht sind.
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Das Gehäuseteil 5 weist an seinen einander gegenüberliegenden Längsseiten 50, 51 jeweils ein Anschlussmittel 52, 53 zum Anschluss jeweils eines Abgasturboladers der Brennkraftmaschine auf. Wie in 2 zu erkennen, umfasst das Gehäuseteil 5 an einer Oberseite einen umlaufenden ersten Anschlussflansch 54 zum Anschluss des Ölwannenoberteils 2 an ein Kurbelgehäuse der Brennkraftmaschine. Ein sich entlang des Anschlussflanschs 54 erstreckendes Dichtungselement 8 dient dem Zweck, das Ölwannenoberteil 2 gegenüber dem Kurbelgehäuse abzudichten. In dem ersten Anschlussflansch 54 sind ferner ein Grobölabscheiderrücklauf 55 aus einer Kurbelgehäuseentlüftung sowie ein Feinölabscheiderrücklauf 56 aus der Kurbelgehäuseentlüftung ausgebildet. Der Grobölabscheiderrücklauf 55 und der Feinölabscheiderrücklauf 56 sind jeweils mittels eines separaten Dichtungselements 9, 10 gegenüber dem Kurbelgehäuse abgedichtet. Dadurch, dass die Dichtungselemente 9, 10 des Grobölabscheiderrücklaufs 55 und des Feinölabscheiderrücklaufs 56 separat vom Dichtungselement 8 des ersten Anschlussflanschs 54 ausgeführt sind, können für diese unterschiedliche Werkstoffe eingesetzt werden. So besteht die Möglichkeit, für die Dichtungselemente 9, 10 des Grobölabscheiderrücklaufs 55 und des Feinölabscheiderrücklaufs 56 hochwertigere Werkstoffe zu verwenden als für das Dichtungselement 8 des ersten Anschlussflanschs 54, welches die Abdichtung gegenüber dem Kurbelgehäuse bewirkt.
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Das Gehäuseteil 5 weist ferner eine Steckerdurchführung 57 auf, durch die ein Anschlussstecker zur elektrischen Ansteuerung der Ölpumpe hindurchgeführt werden kann. Durch diese Maßnahme kann in vorteilhafter Weise ein zusätzlicher Dichtungsflansch entfallen.
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An einer Unterseite des Gehäuseteils 5 ist ein zweiter Anschlussflansch 58 ausgebildet, mittels dessen das obere Ölwannenteil 2 an das untere Ölwannenteil 1 unter Zwischenlage eines Dichtungselements 11 angeschlossen werden kann.
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Die einteilig ausgeführte Luftölabscheiderbaugruppe 6 umfasst zwei Luftölabscheider 60, 61, die in einem weiter außen liegenden, randnahen Bereich innerhalb des Gehäuseteils 5 untergebracht sind, sowie ein Ölabweisteil 62, das sich abschnittsweise zwischen den beiden Luftölabscheidern 60, 61 erstreckt. Darüber hinaus weist die Luftölabscheiderbaugruppe 6 eine Haltestruktur 63 auf, an der die Ölführungsbaugruppe 7 abschnittsweise gehalten ist.
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Die ebenfalls einteilig ausgeführte Ölführungsbaugruppe 7 umfasst zwei Abgasturbolader-Ölabsaugleitungen 70, 71, die jeweils an eines der beiden Anschlussmittel 52, 53 für die beiden Abgasturbolader der Brennkraftmaschine angeschlossen sind und zum Absaugen von Öl aus den Abgasturboladern vorgesehen sind. Ferner weist die Ölführungsbaugruppe 7 zwei Anschlussmittel 72, 73 auf, an die die Ölpumpe angeschlossen werden kann. Die beiden Abgasturbolader-Ölabsaugleitungen 70, 71 münden in ein erstes Anschlussmittel 72 für den Anschluss an die Ölpumpe. Ferner umfasst die Ölführungsbaugruppe 7 eine integrierte Ölführungsleitung 74 für die Luftölabscheider 60, 61, die in das zweite Anschlussmittel 73 mündet, eine Zusammenführung 75 der Ölrückläufe aus der Kurbelgehäuseentlüftung sowie einen Austritt 76 für das Öl aus der Kurbelgehäuseentlüftung, der mit der Zusammenführung 75 der Ölrückläufe verbunden ist und sich unterhalb des Ölniveaus der Ölwanne erstreckt. Das zweite Anschlussmittel 73 für den Anschluss an die Ölpumpe ist für eine Ölrückfuhr aus Zylinderkopfabsaugstufen der Brennkraftmaschine vorgesehen.
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Das Ölwannenoberteil 3 weist mit dem Gehäuseteil 5, der Luftölabscheiderbaugruppe 6 sowie der Ölführungsbaugruppe 7 somit drei vorgefertigte Einzelkomponenten aus Kunststoff auf, welche bei der Montage stoffschlüssig, insbesondere durch Heißgasschweißen, miteinander verbunden werden. Dadurch wird erreicht, dass das Ölwannenoberteil 2 eine vormontierte Einheit ist, die sehr einfach am Ölwannenunterteil 1 montiert werden kann. Durch die Funktionsintegration in die Luftölabscheiderbaugruppe 6 sowie die Ölführungsbaugruppe 7 ist es möglich, die erforderliche Anzahl der Einzelkomponenten des Ölwannenoberteils 3 bei voller Integration und vorteilhafter Weiterentwicklung der Funktionsumfänge auf insgesamt drei zu verringern. Nach der Montage des Ölansaugschnorchels 3 innerhalb des Ölwannenunterteils 1 kann das Ölwannenoberteil 2 an dem Ölwannenunterteil 1 montiert werden. Neben einer Kostenoptimierung besteht ein weiterer Vorteil der hier vorgestellten Ölwanne darin, dass zusätzliche Trennstellen entfallen können, so dass die Gesamtmasse der Ölwanne wirksam verringert werden kann.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 2341274 A1 [0003]
- JP 1-166205 [0003]
- DE 102008048793 A1 [0005]
