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Die vorliegende Erfindung betrifft ein lageunabhängiges Ölversorgungssystem, ein lageunabhängiges Ölrückführungssystem und ein lageunabhängiges Ölsystem für eine Brennkraftmaschine.
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In der
DE 31 37 947 A1 ist ein vom Flugzustand unabhängiges Schmierölsystem für Gasturbinentriebwerke offenbart.
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Aus der
DE 25 57 888 geht eine Einrichtung zum Absaugen von Schmieröl aus einem Ölbehälter einer Brennkraftmaschine hervor.
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Aus der
US 2,379,579 geht eine Vorrichtung zum Zirkulieren von Öl für einen Flugzeugmotor hervor.
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Aus der
US 2,800,975 geht ein Ölversorgungssystem für ein Flugzeug hervor. In der
US 2,312,495 ist eine Auslasseinrichtung für einen Öltank beschrieben, die ausgebildet ist, um einem Motor eines Flugzeugs Öl zuzuführen.
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In der
US 2,239,098 ist ein Mehrwegeventil für ein Ölversorgungssystem eines Flugzeuges beschrieben.
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Aus der
US 2,831,490 geht ein Auslassventil für einen Öltank eines Ölversorgungssystems eines Flugzeuges hervor. Dieses Auslassventil ist in etwa zentral in einem Öltank angeordnet und weist drei Ansaugöffnungen zum Ansaugen von Öl auf, wobei das Öl über einen Auslass aus dem Öltank abführbar ist. Die Ansaugöffnungen sind mittels Kugelventilen verschließbar.
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Bei Kunstflugzeugen müssen in der Regel nach jedem Kunstflugdurchgang bis zu zwei Liter Motoröl nachgefüllt werden. Der Grund hierfür liegt nicht im Ölverbrauch des Motors, sondern in der Art und Weise wie die Tankentlüftung ausgebildet ist.
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Bekannte Tankentlüftungen können nicht verhindern, dass in Rückenfluglage Öl verloren geht. Zudem sind externe Ventile für die Ölansaugung und die Ölrückführung erforderlich, die wartungsintensiv sind und zudem ein gewisses Ausfallrisiko mit sich bringen.
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Weiterhin benötigen bisherige Schmiersysteme zur Kühlung des Öls einen separaten Ölkühler samt Schläuchen und Regelthermostat oder einen separaten Öl-Wasser-Wärmetauscher. Derartige Vorrichtungen weisen ein hohes Gewicht auf, erhöhen den Wartungsaufwand und bringen demgemäß auch ein erhöhtes Ausfallrisiko mit sich.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein lageunabhängiges Ölversorgungssystem für eine Brennkraftmaschine bereitzustellen, das einfach aufgebaut sowie zuverlässig und sicher im Betrieb ist und somit wartungsarm ausgebildet ist.
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Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein lageunabhängiges Ölrückführungssystem für eine Brennkraftmaschine bereitzustellen, das einfach aufgebaut sowie zuverlässig und sicher im Betrieb ist und somit wartungsarm ausgebildet ist.
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Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein lageunabhängiges Ölsystem für eine Brennkraftmaschine bereitzustellen, das einfach aufgebaut sowie zuverlässig und sicher im Betrieb ist und somit wartungsarm ausgebildet ist.
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Diese Aufgaben werden jeweils durch ein lageunabhängiges Ölversorgungssystem mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und durch ein lageunabhängiges Ölrückführungssystem mit den Merkmalen des Anspruchs 4 sowie durch ein Ölsystem mit den Merkmalen des Anspruchs 12 gelöst.
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Erfindungsgemäß ist ein lageunabhängiges Ölversorgungssystem für eine Brennkraftmaschine vorgesehen. Dieses Ölversorgungssystem umfasst einen Ölbehälter, einen im Ölbehälter angeordneten Ansaugrohrstutzen mit zwei an diametral gegenüberliegenden Enden des Ansaugrohrstutzens ausgebildeten Ansaugöffnungen. Zudem ist ein Ölpumpenrohr vorgesehen, wobei ein Ende des Ölpumpenrohres im Bereich zwischen den beiden Ansaugöffnungen kommunizierend mit dem Ansaugrohrstutzen verbunden ist und das andere Ende des Ansaugrohrstutzens sich durch eine Wandung des Ölbehälters erstreckt. Weiterhin sind zwei Verschlusselemente vorgesehen, die jeweils einer Ansaugöffnung des Ansaugrohrstutzens zugeordnet und bezüglich des Ansaugrohrstutzens verschieblich gelagert sind, wobei die Verschlusselemente mit einem Abstandselement miteinander verbunden sind, das die beiden Verschlusselemente auf einem vorbestimmten Abstand hält, der sich vom Abstand der beiden Ansaugöffnungen zueinander unterscheidet.
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Auf diese Weise wird für den Kunstflug ein Ansaugsystem bzw. ein Ölversorgungssystem bereitgestellt, das gewährleistet, dass eine Ölpumpe in allen Fluglagen blasenfrei Motoröl aus dem Ölbehälter über das Ölpumpenrohr ansaugen kann.
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Eines der beiden Verschlusselemente verschließt die Seite des Ansaugrohrstutzens, die je nach Fluglage, d.h. in einer Normalfluglage oder einer Rückenfluglage, oben liegt, sodass diese Verbindung des Ansaugrohrstutzens zum Ölpumpenrohr geschlossen ist.
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Auf der diametral gegenüberliegenden Seite des Ansaugrohrstutzens gibt das Verschlusselement die Ansaugöffnung des Ansaugrohrstutzens frei, sodass die Ölpumpe über das Ölpumpenrohr und den Ansaugrohrstutzen Öl in Richtung Motor fördern kann.
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Somit wird verhindert, dass die Ölpumpe Luft ansaugt bzw. es wird sichergestellt, dass die Ölpumpe immer Öl ansaugen kann.
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Da die beiden Verschlusselemente mit einem Abstandselement beabstandet voneinander miteinander verbunden sind wird verhindert, dass beide Ventile gleichzeitig durch eine Rüttelbewegung oder eine seitliche Lage des Ölbehälters während des Fluges verschlossen werden.
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Durch das Abstandselement ist zumindest immer eine Ansaugöffnung des Ansaugrohrstutzens geschlossen und die andere Seite geöffnet. Zudem wird dadurch verhindert, dass auf einer Saugseite ein zu großer Unterdruck aufgebaut wird, da die Öffnung zumindest von einer Seite offen bleibt. Somit wird sichergestellt, dass immer von einer im Flugbetrieb unten liegenden Seite des Ölbehälters Öl angesaugt wird.
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Damit auch in seitlicher Lage immer Öl aus dem Ölbehälter angesaugt werden kann, kann es vorgesehen sein, dass der Ölstand im Ölbehälter mindestens 55 bis 85 Prozent, bzw. 60 bis 80 Prozent und insbesondere 70 bis 80 Prozent des Gesamtvolumens des Ölbehälters beträgt.
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Auf diese Weise wird sichergestellt, dass auch bei waagrechter Anordnung des Ansaugrohrstutzens zumindest aus einer Ansaug-öffnung Öl mittels der Ölpumpe gefördert werden kann.
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Die beiden Verschlusselemente und das Abstandselement bilden ein schwerkraftgesteuertes Zweiwegeventil aus.
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In einer Normalfluglage kann das Ölpumpenrohr in etwa horizontal und der Ansaugrohrstutzen in etwa vertikal im Ölbehälter angeordnet sein.
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Weiterhin ist erfindungsgemäß ein lageunabhängiges Ölrückführungssystem für eine Brennkraftmaschine vorgesehen. Dieses Ölrückführungssystem umfasst einen Ölbehälter, einen im Ölbehälter angeordneten Ölrückführungsstutzen mit zwei an diametral gegenüberliegenden Enden des Ölrückführungsstutzens ausgebildeten Auslassöffnungen, wobei ein Ölrückführungsrohr einer Motor-Oberseite und ein Ölrückführungsrohr einer Motor-Unterseite vorgesehen sind, wobei Enden des Ölrückführungsrohres einer Motor-Oberseite und des Ölrückführungsrohres einer Motor-Unterseite im Bereich zwischen den beiden Auslassöffnungen kommunizierend mit dem Ölrückführungsstutzen verbunden sind. Die anderen Enden des Ölrückführungsrohres einer Motor-Oberseite und des Ölrückführungsrohres einer Motor-Unterseite erstrecken sich durch eine Wandung des Ölbehälters, wobei zwei Verschlusselemente vorgesehen sind, die jeweils einer Auslassöffnung des Ölrückführungsstutzens zugeordnet und bezüglich des Ölrückführungsstutzens verschieblich gelagert sind und mit einem Abstandelement miteinander verbunden sind, das die beiden Verschlusselemente auf einem vorbestimmten Abstand hält, der sich vom Abstand der beiden Auslassöffnungen zueinander unterscheidet. Zudem ist im Bereich zwischen den Enden des Ölrückführungsrohres einer Motor-Oberseite und des Ölrückführungsrohres einer Motor-Unterseite im Ölrückführungsstutzen eine Trennwandung angeordnet.
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Die Rückführung von Motoröl vom Kurbelgehäuse zum Ölbehälter erfolgt in der Regel durch den im Kurbelgehäuse vorherrschenden Innendruck, welcher durch blow-by-Gase, die sich zwischen Kolben und Zylinder hindurchzwängen, aufgebaut wird.
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Bei Motoren für Kunstflugzeuge ist daher zumeist an der tiefsten Stelle des Kurbelgehäuses ein Ölanschluss vorgesehen, der über eine Rückführungsleitung einer Motor-Unterseite Öl in den Ölbehälter zurückführbar ist.
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Für die Rückenfluglage ist daher auch an der Kurbelgehäuse-Oberseite ein Ölanschluss mit einer Rückführungsleitung für eine Motor-Oberseite zum Ölbehälter vorgesehen.
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Hieraus ergibt sich das Problem, dass in einer Normalfluglage die nun an der Oberseite des Motors liegende Rückführungsleitung zum Öltank offen ist, wodurch der aufgebaute Druck im Kurbelgehäuse entweichen kann somit kein Öl zurück in den Öltank gedrückt wird.
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In einer Rückenfluglage passiert das gleiche nur umgekehrt, d. h. an der Motor-Oberseite, die nun unten liegt, wird das Öl nicht zum Öltank gedrückt, da auf der Motor-Unterseite, die nun oben liegt, der Überdruck vom Kurbelgehäuse entweichen kann.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass die Verbindung zur je nach Fluglage oberen Motorseite geschlossen werden muss, da sonst kein Überdruck aufgebaut werden kann und kein Öl aus dem Motor in dem Ölbehälter zurückführbar ist.
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Dies wird erfindungsgemäß dadurch verhindert, dass im Ölbehälter ein Ölrückführungsstutzen angeordnet ist mit zwei an diametral gegenüberliegenden Enden des Ölrückführungsstutzens ausgebildeten Auslassöffnungen, wobei ein Ölrückführungsrohr einer Motor-Oberseite und Ölrückführungsrohr einer Motor-Unterseite vorgesehen sind, wobei Enden des Ölrückführungsrohres einer Motor-Oberseite und des Ölrückführungsrohres einer Motor-Unterseite im Bereich zwischen den beiden Auslassöffnungen kommunizierend mit dem Ölrückführungsstutzen verbunden sind, und die anderen Enden des Ölrückführungsrohres einer Motor-Oberseite und des Ölrückführungsrohres einer Motor-Unterseite sich durch eine Wandung des Ölbehälters erstrecken, wobei zwei Verschlusselemente vorgesehen sind, die jeweils einer Auslassöffnung des Ölrückführungsstutzens zugeordnet und bezüglich des Ölrückführungsstutzens verschieblich gelagert sind und mit einem Abstandselement miteinander verbunden sind, das die beiden Verschlusselemente auf vorbestimmten Abstand hält, der sich vom Abstand der beiden Auslassöffnungen zueinander unterscheidet, und wobei im Bereich zwischen den Enden des Ölrückführungsrohres einer Motor-Oberseite und des Ölrückführungsrohres einer Motor-Unterseite im Ölrückführungsstutzen eine Trennwandung angeordnet ist.
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Auf diese Weise wird in jedem Betriebszustand, d. h. in einer Normalfluglage sowie auch in einer Rückenfluglage, die richtige Rückführung des Motoröls vom Kurbelgehäuse zum Ölbehälter sichergestellt. Die je nach Betriebszustand jeweils unten liegende Auslassöffnung wird durch das Verschlusselement verschlossen. Durch die entsprechend andere Ölrückführöffnung wird der Rücklauf des Öls ermöglicht.
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Um zu verhindern, dass beide Ölrückführöffnungen offen sind, sind die beiden Verschlusselemente mit einem Abstandselement miteinander verbunden. Es können also nie beide Ölrückführöffnungen geöffnet sein, außer sehr kurzfristig beim Wechseln vom Normalflug in den Rückenflug oder umgekehrt. Dies spielt aber in der Praxis so gut wie keine Rolle.
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Der Ölbehälter kann über einen Ölabscheidestutzen kommunizierend mit einer Ölabscheidekammer verbunden sein, wobei in dem Ölabscheidestutzen ein schwerkraftgesteuertes Ventil, z. B. ein Kugelventil angeordnet ist.
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Der Ölbehälter kann von der Ölabscheidekammer über eine Zwischenwandung getrennt sein. Die Ölabscheidekammer kann eine mit einem Deckel verschlossene Befüllöffnung aufweisen.
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In der Ölabscheidekammer kann eine Ölabscheideeinrichtung angeordnet sein, die einen Vorabscheider, einen damit verbundenen Nachabscheider und eine mit dem Nachabscheider verbundene ölfreie Entlüftungsleitung aufweist.
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Die blow-by-Gase im Kurbelgehäuse des Flugzeugmotors haben ein wesentlich größeres Volumen als das Motoröl, das in den Ölbehälter zurückgedrückt bzw. zurückgeführt werden muss. Somit entsteht im Ölbehälter ein Luftüberschuss der vom Ölbehälter ins Freie geleitet werden muss.
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Die Problematik hierbei besteht darin, dass das Öl in allen Lagen des Ölbehälters sauber vom Luftanteil getrennt werden muss, da nur die Luft nach außen geführt werden darf. Daher ist im oberen Bereich des Öltanks die Zwischenplatte vorgesehen. In dieser Zwischenplatte ist der Ölabscheidestutzen mit dem schwerkraftgesteuerten Ventil angeordnet.
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In Normalfluglage gibt dieses Kugelventil den Weg vom Ölbehälter in den oben liegenden in der Ölabscheidekammer ausgebildeten Ölabscheidebereich frei, wodurch die Luft aus dem Ölbehälter in die Ölabscheidekammer entweichen kann.
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Die Ölabscheideeinrichtung weist eine Entlüftungsleitung auf, über die die Luft aus der Ölabscheidekammer nach außen entweichen kann.
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In Rückenfluglage schließt das Ventil, das im Ölabscheidestutzen angeordnet ist, so dass sowohl die Ölabscheidekammer als auch der Ölbehälter verschlossen sind. Auf diese Weise kann auch in Rückenfluglage in den oberen Abschnitt kein Öl gelangen.
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Die Abluft aus dem Kurbelgehäuse kann in Rückenfluglage aus dem Ölbehälter des Tanks über ein in etwa zentral angeordnetes und in Normalfluglage sich in vertikaler Richtung erstreckendes Ölmessstabrohr in die Ölabscheidekammer entweichen.
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Ein Ende des Ölmessstabrohres ist in der Zwischenwandung oberseitig flächenbündig angeschlossen und das andere Ende des Ölmessstabrohres erstreckt sich bis in den Bereich einer Bodenwandung des Ölbehälters.
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Im Ölmessstabsrohr ist ein Ölmessstab angeordnet.
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In Rückenfluglage kann daher die Luft aus dem Ölbehälter über das Ölmessstabsrohr in die Ölabscheidekammer entweichen.
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Dadurch, dass sich das Öl in der Ölabscheidekammer immer am tiefsten Punkt sammelt und das nach außen führende Entlüftungsrohr aber in etwa mittig in der Ölabscheidekammer angeordnet ist, ist es möglich, die Luft ölfrei nach außen abzuführen.
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An einem in der Ölabscheidekammer angeordneten Ende der Entlüftungsleitung sind entsprechend ausgeformte Abweisbleche bzw. ein Vorabscheider, und ein damit verbundener Nachabscheider, wobei der Nachabscheider mit der ölfreien Entlüftungsleitung verbunden ist, vorgesehen.
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Auf diese Weise wird verhindert, dass während einer Drehung des Flugzeuges nicht zufällig Öl in das Rohrende gedrückt werden kann.
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In Normalfluglage fließt überschüssiges Öl in der Abscheidekammer über das zentrale Ölmessstabsrohr, in dem sich der Ölmessstab befindet und über den (in der Zwischenwandung) ausgebildeten Ölabscheidestutzen zurück in den Ölbehälter.
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Der Deckel sowie auch die Zwischenwandung, die den Ölbehälter und die Ölabscheidekammer voneinander trennen sowie der Ölbehälter und die Ölabscheidekammer liegen direkt aufeinander auf und werden durch eine Spannschelle zusammengepresst. Durch diese Spannschelle ist das System nach außen hin dicht.
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Der Ölmessstab ist direkt mit dem Deckel des Ölbehälters verbunden und wird beim Öffnen des Deckels aus dem mittig angeordneten Ölmessstabrohr gezogen.
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Nachzufüllendes Öl wird über den Deckel eingefüllt und gelangt über das mittige Rohr sowie über den Ölabscheidestutzen in der Zwischenwandung in den Ölbehälter.
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Weiterhin kann der Ölbehälter eine Kühleinrichtung aufweisen, die ein flüssiges oder ein gasförmiges Kühlmedium verwendet.
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Hierbei kann vorgesehen sein, dass der untere Bereich der Wandung des Ölbehälters derart geformt ist, dass eine entsprechende zweite darüber liegende Kühlraumwandung einen Kühlraum zwischen dem Ölbehälter und dem übergestülpten Gehäuseteil ausbildet.
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In diesem Kühlraum kann Kühlwasser aus dem Kühlwasserkreislauf des Motors geführt werden, wodurch das Kühlwasser entsprechend auch das Motoröl mit kühlt.
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Hierdurch ergibt sich durch das Temperaturgefälle von Öl auf Wasser ein um ca. 10°C höheres Naturniveau des Motoröls zum Kühlwasser. Ein derart hoher Temperaturunterschied ist aber durchaus beabsichtigt.
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Andererseits hat eine derartige Ölkühlung mittels Kühlwasser den Vorteil, dass das beim Anlassen des Motors schneller aufgewärmte Kühlwasser auch das Motoröl rascher erwärmt.
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Dieser synergistische Effekt bewirkt, dass zwischen dem Anlassen des Motors und der Startbereitschaft für den Flug eine kürzere Zeitspanne benötigt wird, wodurch Kraftstoff für die Vorwärmung eingespart werden kann. Für eine bessere Übertragung der Wärme vom Ölbehälter auf den Kühlkreislauf und umgekehrt können in dem Bereich der Wandung des Ölbehälters, in dem der Kühlraum vorgesehen ist, innenseitig Lamellen vorgesehen sind, die sich an den Ölbehälter zur Vergrößerung der Wärmeübertragungsfläche erstrecken.
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Ebensolche Lamellen können auch im Kühlraum vorgesehen sein, um die Wärmeübertragungsfläche zu vergrößern.
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Ein derartiger Ölwasserwärmetauscher stellt einen eigenständigen Erfindungsgedanken dar.
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Bei Fahrzeugen, bei denen kein Kühlwasser zur Verfügung steht, kann das Öl auch über in den Kühlraum eingebrachte Luft gekühlt werden.
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Da derartige Kühlluft keine so hohe Wärmeaufnahmefähigkeit wie Kühlwasser besitzt, ist hier vorzugsweise eine größere Wärmeübertragungsfläche entsprechend der oben beschriebenen Lamellen vorgesehen. Weiterhin kann der Kühlraum für Kühlluft ein größeres Volumen aufweisen.
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Das erfindungsgemäße Ölsystem umfasst das Ölversorgungssystem und das Ölrückführungssystem.
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Die vorliegende Erfindung hat somit die folgenden Vorteile, dass
alle Ventile wartungsfrei in den Öltank integriert sind,
der Öltank sehr einfach aufgebaut, somit zerlegbar und damit auf einfachste Weise wartbar ist, und
die Öltankentlüftung derart ausgebildet ist, dass auch in Rückenfluglage kein Öl in die Umwelt gelangen kann.
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Die Nutzung des Kühlwassers als Wärmeregulierungsmedium für die Öltemperatur bewirkt die nachfolgenden Vorteile:
Der Wasserkreislauf erwärmt sich wesentlich schneller als der Ölkreislauf, wodurch die Temperaturerhöhung des Motoröls beschleunigt wird.
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Auf diese Weise verkürzt sich die Warmlaufphase, die erst abgeschlossen werden kann, wenn auch das Motoröl eine Mindesttemperatur von ca. 50°C erreicht hat.
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Durch das schnellere Erreichen der Betriebstemperatur kann die Umweltbelastung durch abgeschiedenes Öl nahezu ausgeschlossen werden.
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Auf einen Ölkühler samt allen Luftführungen und Regelungen kann verzichtet werden.
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Der Wärmeaushalt ist auch unter ungünstigen Bedingungen ausgeglichen.
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Gewicht wird eingespart.
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In allen Flugphasen bzw. Lagen liegt eine stabile Öltemperatur vor.
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Es werden keine passgenauen Ventile verwendet, sondern vorzugsweise schwerkraftgesteuerte Kugelventile, die derart ausgebildet sind, dass es ausgeschlossen ist, dass in irgendeiner Fluglage alle Ventile, die zur Versorgung des Motors dienen, geschlossen sein können oder ein Ventil klemmen könnte. Auf diese Weise wird immer sichergestellt, dass der Motor in jeder Fluglage mit Öl versorgt werden kann.
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Dies wird insbesondere dadurch erreicht, dass die jeweils gegenüberliegenden Verschlusselemente bzw. Kugelventile durch ein Verbindungselement, wie z. B. ein Gestänge, verbunden oder gekoppelt sind. Hierdurch ist es nicht möglich, dass beide Ansaugöffnungen und beide Auslassöffnungen gleichzeitig verschlossen sind.
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Durch das erfindungsgemäße Ölabscheidesystem, das in das Ölversorgungssystem bzw. in das Ölrückführungssystem integriert ist, wird verhindert, dass beim Kunstfliegen Öl aus der Entlüftung in die Umwelt entweichen kann.
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Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnungen näher erläutert. Diese zeigen in
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1 ein erfindungsgemäßes Ölversorgungssystem in einer seitlichen schematischen Ansicht in einer Normalfluglage,
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2 die schematische Ansicht aus 1 in einer Rückenfluglage,
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3 eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Ölversorgungssystems in einer seitlichen schematischen Ansicht mit einem Kühlwasseranschluss von unten, und
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4 eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Ölversorgungssystems in einer seitlichen schematischen Ansicht mit einer Luftkühlung.
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Im Folgenden wird ein erfindungsgemäßes lageunabhängiges Ölsystem 1 mit einem Ölversorgungssystem 47 und einem Ölrückführungssystem 7 für eine Brennkraftmaschine, insbesondere einen Flugzeugmotor, beschrieben (1 bis 4).
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Das Ölversorgungssystem 47 umfasst einen Ölbehälter 2 und eine Ölabscheidekammer 3.
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Der Ölbehälter 2 umfasst eine in etwa zylindrische Mantelwandung 4 sowie eine Bodenwandung 5 und eine Zwischenwandung 6.
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Im Folgenden wird die Anordnung der Komponenten des lageunabhängigen Ölversorgungssystems und eines lageunabhängigen Ölrückführungssystems 7 in einer Normalfluglage beschrieben.
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Im Ölbehälter 2 ist ein rohrförmig ausgebildeter Ansaugrohrstutzen 8 in etwa vertikal angeordnet. Der Ansaugrohrstutzen 8 weist zwei an diametral gegenüberliegenden Enden des Ansaugrohrstutzens 8 ausgebildete Ansaugöffnungen 9 auf.
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Im Bereich zwischen den beiden Ansaugöffnungen 9 ist ein Ende eines Ölpumpenrohres 10 kommunizierend mit dem Ansaugrohrstutzen 8 verbunden. Das andere Ende des Ansaugrohrstutzens 8 erstreckt sich durch die Mantelwandung 4 des Ölbehälters. Das Ölpumpenrohr 10 ist in etwa horizontal angeordnet.
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Die beiden Ansaugöffnungen 9 sind mittels eines schwerkraftgesteuerten Zwei-Wege-Kugelventils verschließbar. Anstelle eines Kugelventils können auch andere geeignete Verschlusselemente wie z. B. Teller oder Halbkugeln vorgesehen sein.
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Das schwerkraftgesteuerte Zwei-Wege-Kugelventil umfasst zwei kugelförmige Verschlusselemente 12, die jeweils im Bereich einer Ansaugöffnung 9 des Ansaugrohrstutzens 8 angeordnet sind. Die Verschlusselemente 12 sind im Ansaugrohrstutzen 8 verschieblich gelagert. Die Verschiebbarkeit der Verschlusselemente 12 wird durch im Bereich der Ansaugöffnungen 9 angeordnete kreisringförmige Dichtelemente 13 begrenzt, die mit den Verschlusselementen 12 derart zusammenwirken, dass eine entsprechende Seite des Ansaugrohrstutzens 8 verschlossen ist. Die Dichtelemente 13 sind vorzugsweise bzgl. einer Vertikalen in der Normalfluglage zwischen den Verschlusselementen 12 angeordnet. Die Dichtelemente 13 können aber auch außerhalb und/oder zwischen den Verschlusselementen 12 angeordnet sein.
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Die beiden Verschlusselemente 12 sind über ein Abstandselement 14, das beispielsweise als lineares Gestänge ausgebildet ist, miteinander verbunden.
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Zur Führung der Verschlusselemente 12 und des Abstandselements 14 sind Lagerungseinrichtungen 15 im Ansaugrohrstutzen 8 angeordnet, die das Abstandelement linear führen.
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Im Folgenden wird das lageunabhängige Ölrückführungssystem 7 des erfindungsgemäßen lageunabhängigen Ölsystems 1 in einer Normalfluglage beschrieben (1).
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Das Ölrückführungssystem 7 umfasst einen im Ölbehälter 2 in etwa vertikal angeordneten rohrförmig ausgebildeten Ölrückführungsstutzen 16. Der Ölrückführungsstutzen 16 weist an zwei diametral gegenüberliegenden Enden ausgebildete Auslassöffnungen 17 auf.
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Weiterhin sind ein Ölrückführungsrohr 18 einer Motor-Oberseite und ein Ölrückführungsrohr einer Motor-Unterseite 19 in etwa horizontal im Ölbehälter 2 angeordnet.
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Die Enden des Ölführungsrohrs einer Motor-Oberseite 18 und des Ölführungsrohrs einer Motor-Unterseite 19 sind im Bereich zwischen den beiden Auslassöffnungen 17 kommunizierend mit dem Ölrückführungsstutzen 16 verbunden.
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Die anderen Enden des Ölrückführungsrohres einer Motor-Oberseite 18 und des Ölrückführungsrohres einer Motor-Unterseite 19 erstrecken sich durch die Mantelwandung 4 des Ölbehälters 2.
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Das Ölrückführungssystem 7 umfasst ein schwerkraftgesteuertes Zwei-Wege-Kugelventil 20, um die beiden Auslassöffnungen 17 je nach Fluglage zu verschließen.
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Das schwerkraftgesteuerte Zwei-Wege-Kugelventil 20 umfasst kugelförmige Verschlusselemente 21, die jeweils im Bereich einer Auslassöffnung 17 des Ölrückführungsstutzens 16 angeordnet sind und bezüglich des Ölrückführungsstutzens 16 verschieblich gelagert sind.
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Die beiden kugelförmigen Verschlusselemente 21 sind über ein Abstandelement 22 miteinander verbunden. Das Abstandselement 22, das z. B. als Gestänge ausgebildet ist, hält die beiden Verschlusselemente 21 auf einem vorbestimmten Abstand, der sich vom Abstand der beiden Auslassöffnungen 17 zueinander unterscheidet.
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Im Bereich zwischen den Enden des Ölrückführungsrohres einer Motor-Oberseite 18 und des Ölrückführungsrohres einer Motor-Unterseite 19 ist eine Trennwandung 23 angeordnet.
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Das Abstandselement 22 erstreckt sich durch eine Öffnung in der Trennwandung 23, die auch als Lagerungsöffnung 24 ausgebildet sein kann.
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Das Abstandselement kann mittels entsprechender, im Ölrückführungsstutzen 16 ausgebildeter Lagerungseinrichtungen 25 linear geführt sein.
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Im Bereich der Auslassöffnungen 17 sind kreisringförmige Dichtelemente 26 angeordnet, die mit den Verschlusselementen 21 derart zusammenwirken, dass eine entsprechende Seite des Ölrückführungsstutzens 16 verschlossen ist. Die Dichtelemente 26 sind vorzugsweise bzgl. einer Vertikalen in der Normalfluglage außerhalb der Verschlusselemente 21 angeordnet. Die Dichtelemente 26 können aber auch außerhalb und/oder zwischen den Verschlusselemente 21 angeordnet sein.
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In der Zwischenwandung 6 ist ein sich in Richtung Ölbehälter erstreckender rohrabschnittsförmig ausgebildeter Ölabscheidestutzen 27 vorgesehen. Der Ölabscheidestutzen 27 ist mittels eines schwerkraftgesteuerten Kugelventils 28 verschließbar.
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Weiterhin ist in der Zwischenwandung 6 ein sich von der Zwischenwandung 6 in Richtung der Bodenwandung 5 des Ölbehälters erstreckendes Ölmessstabrohr 29 vorgesehen.
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Die Ölabscheidekammer 3 des Ölversorgungssystems wird durch die Zwischenwandung 6 und eine in etwa halbkugelförmig ausgebildete Ölabscheidekammerwandung 30 begrenzt.
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Im Bereich der Zwischenwandung 6 ist die Zwischenwandung 6 mit der Mantelwandung 4 des Ölbehälters 2 und der Ölabscheidekammerwandung 30 mittels eines Verbindungselementes 31 miteinander verbunden.
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In etwa mittig in der Ölabscheidekammerwandung 30 ist eine Öleinfüllöffnung 32 ausgebildet. Über diese Öleinfüllöffnung 32 ist Öl zunächst in die Ölabscheidekammer 3 und von dort über den Ölabscheidestutzen 27 und das Ölmessstabrohr 29 in den Ölbehälter 2 einbringbar.
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Die Öleinfüllöffnung 32 ist mittels eines Deckels 33 verschließbar.
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An dem Deckel 33 ist ein sich in vertikaler Richtung durch die Ölabscheidekammer 3 und durch das Ölmessstabrohr 29 erstreckender Ölmessstab 34 angeformt.
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In vertikaler Richtung in etwa mittig ist in der Ölabscheidekammer 3 eine Ölabscheideeinrichtung 35 vorgesehen.
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Die Ölabscheideeinrichtung 35 umfasst einen Vorabscheider 36, einen damit verbundenen Nachabscheider 37 sowie eine mit dem Nachabscheider 37 verbundene ölfreie Entlüftungsleitung 38.
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Der Vorabscheider 36 und der Nachabscheider 37 sind aus Ableitblechen 39 ausgebildet.
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Die ölfreie Entlüftungsleitung 38 erstreckt sich in vertikaler Richtung in etwa auf halber Höhe in horizontaler Richtung durch die Ölabscheidekammerwandung 30.
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Der Ölbehälter 2 weist eine Kühleinrichtung 40 auf. die Kühleinrichtung 40 umfasst einen Kühlraum 41, einen mit dem Kühlraum 41 verbundenen Kühlmediumzulauf 42 sowie einen mit dem Kühlraum 41 verbundenen Kühlmediumablauf 43. Der Kühlraum 41 wird durch die Mantelwandung 4 und die Bodenwandung 5 des Ölbehälters 2 sowie eine in etwa napfförmig ausgebildete Kühlraumwandung 44 begrenzt.
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Im Kühlraum 41 können Lamellen bzw. Wärmeübertragungsrippen 45 angeordnet sein, um die Wärmeübertragung vom Kühlmedium auf das im Ölbehälter 2 angeordnete Öl zu verbessern.
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Im Ölbehälter 2 an den Kühlraum 41 angrenzenden Bereich können ebenfalls Wärmeübertragungsrippen 45 vorgesehen sein.
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Der Kühlraum 41 kann auch derart ausgestaltet sein, dass die Mantelwandung 4 des Ölbehälters 2 im Bereich des Kühlraumes 41 eingezogen ist, und die den Kühlraum 41 begrenzende Kühlraumwandung 44 bündig mit einem oberen Bereich der Mantelwandung 4 verläuft.
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Der Kühlmediumzulauf 42 und der Kühlmediumablauf 43 können seitlich im Bereich der Mantelwandung 4 oder auch unterseitig im Bereich der Bodenwandung 5 angeordnet sein. Als Kühlmedium wird vorzugsweise die Kühlflüssigkeit des Motors verwendet. Demgemäß sind der Kühlmediumzulauf 42 und der Kühlmediumablauf 43 in den Kühlkreislauf des Flugzeugmotors integriert.
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Alternativ kann auch die Kühleinrichtung 40 auch Luft als Kühlmedium verwenden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Ölsystem
- 2
- Ölbehälter
- 3
- Ölabscheidekammer
- 4
- Mantelwandung
- 5
- Bodenwandung
- 6
- Zwischenwandung
- 7
- Ölrückführungssystem
- 8
- Ansaugrohrstutzen
- 9
- Ansaugöffnung
- 10
- Ölpumpenrohr
- 11
- schwerkraftgesteuertes Zwei-Wege-Kugelventil
- 12
- kugelförmiges Verschlusselement
- 13
- kreisringförmige Dichtfläche
- 14
- Abstandselement
- 15
- Lagerungseinrichtung
- 16
- Ölrückführungsstutzen
- 17
- Auslassöffnung
- 18
- Ölrückführungsrohr einer Motor-Oberseite
- 19
- Ölrückführungsrohr einer Motor-Unterseite
- 20
- schwerkraftgesteuertes Zwei-Wege-Kugelventil
- 21
- kugelförmiges Verschlusselement
- 22
- Abstandselement
- 23
- Trennwandung
- 24
- Öffnung
- 25
- Lagerungseinrichtung
- 26
- kreisringförmige Dichtfläche
- 27
- Ölabscheidestutzen
- 28
- schwerkraftgesteuertes Kugelventil
- 29
- Ölmessstabrohr
- 30
- Ölabscheidekammerwandung
- 31
- Verriegelungselement
- 32
- Öleinfüllöffnung
- 33
- Deckel
- 34
- Ölmessstab
- 35
- Ölabscheideeinrichtung
- 36
- Vorabscheider
- 37
- Nachabscheider
- 38
- ölfreie Entlüftungsleitung
- 39
- Ableitblech
- 40
- Kühleinrichtung
- 41
- Kühlraum
- 42
- Kühlmediumzulauf
- 43
- Kühlmediumablauf
- 44
- Kühlraumwandung
- 45
- Wärmeübertragungsrippen
- 46
- Ölversorgungssystem
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 3137947 A1 [0002]
- DE 2557888 [0003]
- US 2379579 [0004]
- US 2800975 [0005]
- US 2312495 [0005]
- US 2239098 [0006]
- US 2831490 [0007]
