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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Ölwanne einer Brennkraftmaschine, umfassend ein Ölwannenunterteil, ein Ölwannenoberteil, das an dem Ölwannenunterteil angebracht ist, sowie eine Trennwandanordnung innerhalb eines Aufnahmeraums der Ölwanne, wobei die Trennwandanordnung so ausgebildet ist, dass die Ölwanne in mehrere Ölsammelzonen aufgeteilt ist, zwischen denen ein zentraler Ölansaugraum ausgebildet ist, wobei zwischen jeder der Ölsammelzonen und dem zentralen Ölansaugraum jeweils mindestens eine Öldurchtrittsöffnung ausgebildet 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 Ölansaugraum für eine Ölansaugvorrichtung unterteilt ist. Die Trennwände weisen jeweils eine Öldurchtrittsöffnung auf, die die Ölsammelzonen mit dem zentralen Ölansaugraum verbinden. Diese Ölwanne ermöglicht unter verschiedenen fahrdynamischen Bedingungen ein luftfreies Ansaugen des Öls. Aus der
JP H01-166 205 U ist es bekannt, die Trennwände innerhalb der Ölwanne im Wesentlichen X-förmig anzuordnen. Die
DE 10 2015 113 000 A1 offenbart eine Ölwanne, wobei ein Ölwannenoberteil eine Luftölabscheiderbaugruppe umfasst und Trennwände in einem Ölwannenunterteil ausgebildet sind. Aus der
DE 10 2010 007 266 A1 sind abgeschrägte Trennwände in einer Ölwanne bekannt, wobei die Trennwände zwei Reservoire voneinander abtrennt, um in einem Hochtemperaturöl und im anderen Niedrigtemperaturöl zu speichern. Weiterhin ist in der
DE 10 2008 044 194 A1 eine Ölwanne beschrieben, welche im Wesentlichen horizontale Trennwände aufweist, um ein hochtemperiertes Öl abzukühlen bevor es mit niedriger temperiertem Öl vermischt wird.
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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 besonders einfach und kostengünstig 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 die Ölwanne einen Kunststoffeinleger umfasst, der die Trennwandanordnung mit den Öldurchtrittsöffnungen bildet und eine Luftölabscheiderbaugruppe mit zumindest einem Luftölabscheider aufweist. Die Erfindung geht von der Idee aus, zumindest die Funktionsumfänge einer Luftölabscheiderbaugruppe in den Kunststoffeinleger zu integrieren, so dass die Herstellung und die Montage der Ölwanne besonders einfach und kostengünstig erfolgen können. Durch den Kunststoffeinleger kann darüber hinaus in vorteilhafter Weise auch Gewicht eingespart werden. Dieses kann sich positiv auf den Kraftstoffverbrauch der Brennkraftmaschine auswirken.
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In einer vorteilhaften Weiterbildung wird vorgeschlagen, dass der Kunststoffeinleger eine Ölführungsbaugruppe mit mindestens einem Anschlussmittel zum Anschluss einer Ölpumpe umfasst. Durch diese Maßnahme werden somit auch die Funktionsumfänge einer Ölführungsbaugruppe in den Kunststoffeinleger integriert, so dass der Grad der Funktionsintegration weiter erhöht werden kann.
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In einer bevorzugten Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass die Ölführungsbaugruppe zumindest eine integrierte Ölführungsleitung für den mindestens einen Luftölabscheider der Luftölabscheiderbaugruppe aufweist.
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In einer besonders bevorzugten Ausführungsform besteht die Möglichkeit, dass die Luftölabscheiderbaugruppe zumindest ein Zusatzvolumen aufweist, das Luftölabscheidemittel umfasst. Dieses Zusatzvolumen ermöglicht bei bestimmten Fahrzuständen eine zusätzliche Pufferung des Öls und stellt darüber hinaus eine Luftölabscheidefunktion zur Verfügung.
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Um zu verhindern, dass das Öl innerhalb der Ölwanne zum Beispiel bei schnellen Kurvenfahrten zur Seite strömt und eine innerhalb der Ölwanne angeordnete Ölansaugvorrichtung dabei Luft ansaugt, was eine Unterbrechung der Schmierung der Brennkraftmaschine zur Folge haben könnte, wird in einer vorteilhaften Ausführungsform vorgeschlagen, dass die Luftölabscheiderbaugruppe zumindest eine Schwallsperre aufweist. Vorzugsweise kann die Schwallsperre als gelochtes Bauteil ausgebildet sein.
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Um die Herstellung und Montage des Kunststoffeinlegers zu vereinfachen, wird in einer besonders bevorzugten Ausführungsform vorgeschlagen, dass die Luftölabscheiderbaugruppe und die Ölführungsbaugruppe integral mit dem Kunststoffeinleger ausgebildet sind. Der Kunststoffeinleger ist somit ein einstückiges Bauteil, in das die Trennwandanordnung mit den Öldurchtrittsöffnungen, die Luftölabscheiderbaugruppe sowie die Ölführungsbaugruppe integriert sind.
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In einer alternativen Ausführungsform besteht auch die Möglichkeit, dass der Kunststoffeinleger, die Luftölabscheiderbaugruppe und die Ölführungsbaugruppe zumindest abschnittsweise stoffschlüssig miteinander verbunden sind. Der Kunststoffeinleger, der die Trennwandanordnung mit den Öldurchtrittsöffnungen bildet, die Luftölabscheiderbaugruppe sowie die Ölführungsbaugruppe sind somit drei separate Bauteile, die durch die stoffschlüssige Verbindung, die insbesondere durch Heißgasschweißen erfolgen kann, eine bauliche Einheit bilden, die ebenfalls sehr einfach innerhalb des Aufnahmeraums der Ölwanne montiert werden kann.
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Vorzugsweise kann das Ölwannenoberteil eine Steckerdurchführung aufweisen, durch die ein Anschlussstecker zur elektrischen Ansteuerung einer Ölpumpe hindurchführbar ist. Dadurch kann in vorteilhafter Weise ein zusätzlicher Dichtungsflansch entfallen.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform besteht die Möglichkeit, dass die Ölsammelzonen in ihren äußeren Randbereichen jeweils eine Öldurchtrittsöffnung aufweisen. Diese randseitig vorgesehenen Öldurchtrittsöffnungen ermöglichen neben einem Ausgleich der Ölniveaus zwischen den Ölsammelzonen in vorteilhafter Weise eine Ölstandsmessung innerhalb der Ölwanne, die insbesondere mittels einer elektronischen Ölstandsmesssonde 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 Unteransicht eines Ölwannenoberteils einer Ölwanne, die gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ausgeführt ist, mit einem darin eingesetzten Kunststoffeinleger,
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2 eine Draufsicht auf das Ölwannenoberteil gemäß 1,
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3 eine isometrische Darstellung des Ölwannenoberteils mit dem darin eingesetzten Kunststoffeinleger,
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4 eine weitere isometrische Ansicht des Ölwannenoberteils mit dem darin eingesetzten Kunststoffeinleger,
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5 eine perspektivische Darstellung eines Ölwannenunterteils der Ölwanne.
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Unter Bezugnahme auf 1 bis 5 umfasst eine gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ausgeführte Ölwanne für eine Brennkraftmaschine ein Ölwannenunterteil 1 sowie ein Ölwannenoberteil 2, die bei der Montage miteinander verbunden werden.
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Das Ölwannenunterteil 1, das in 5 dargestellt ist, ist vorliegend als Aluminiumdruckgussteil ausgeführt und weist einen Boden 10 sowie eine umlaufende Seitenwandung 11 auf, welche eine seitliche Begrenzung des Ölwannenunterteils 1 bildet. Das Ölwannenoberteil 2, welches im Detail in 1 bis 4 gezeigt ist, ist ebenfalls als Aluminiumdruckgussteil ausgeführt und weist eine umlaufende Seitenwandung 21 auf. Das Ölwannenoberteil 2 ist so geformt, dass es bei der Montage auf das Ölwannenunterteil 1 aufgesetzt werden kann und durch mehrere Schraubverbindungen mit diesem verbunden werden kann. Die Ölwanne umfasst ferner einen vorzugsweise einteilig ausgebildeten Kunststoffeinleger 3, der in einem durch das Ölwannenunterteil 1 und das Ölwannenoberteil 2 definierten Aufnahmeraum der Ölwanne untergebracht ist und sich zwischen dem Ölwannenunterteil 1 und dem Ölwannenoberteil 2 erstreckt.
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Der Kunststoffeinleger 3 weist eine Trennwandanordnung 30 mit einer Mehrzahl sich in der Montagesolllage in vertikaler Richtung erstreckender Trennwandabschnitte 31a–31h auf. Wie in 1 zu erkennen, bilden vier zentrale Trennwandabschnitte 31a–31d der Trennwandanordnung 30 eine seitliche Begrenzung eines zentralen Ölansaugraums 4 der Ölwanne. Vier weitere Trennwandabschnitte 31e–31h erstrecken sich von den vier zentralen Trennwandabschnitten 31a–31d in Richtung der Seitenwandung 21 des Ölwannenoberteils 2, so dass vier Ölsammelzonen 5a, 5b, 5c, 5d seitlich begrenzt werden, zwischen denen der zentrale Ölansaugraum 4 vorgesehen ist. Durch die vier Trennwandabschnitte 31e–31h wird eine im Wesentlichen X-förmige Unterteilung des Aufnahmeraums der Ölwanne in die vier Ölsammelzonen 5a, 5b, 5c, 5d mit dem zwischen diesen angeordneten zentralen Ölansaugraum 4, der durch die vier zentralen Trennwandabschnitte 31a–31d begrenzt ist, gebildet.
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Das Ölwannenoberteil 2 weist in einem der Eckbereiche der Seitenwandung 21 ein Anschlussmittel 22 zum Anschluss eines Abgasturboladers der Brennkraftmaschine auf. Die zugehörige Abgasturbolader-Ölabsaugleitung der Ölwanne, die vorzugsweise aus Aluminium hergestellt ist und zum Absaugen von Öl aus dem Abgasturbolader vorgesehen ist, ist in den Figuren nicht explizit gezeigt. Wie in 2 zu erkennen, umfasst das Ölwannenoberteil 2 an einer Oberseite einen ersten umlaufenden Anschlussflansch 23 zum Anschluss des Ölwannenoberteils 2 an ein Kurbelgehäuse der Brennkraftmaschine. Ein sich entlang des ersten Anschlussflanschs 23 erstreckendes Dichtungselement 26 dient dem Zweck, das Ölwannenoberteil 2 gegenüber dem Kurbelgehäuse abzudichten.
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Das Ölwannenoberteil 2 weist ferner eine Steckerdurchführung 24 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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Darüber hinaus ist an einer Unterseite des Ölwannenoberteils 2 ein zweiter Anschlussflansch 25 ausgebildet, mittels dessen das Ölwannenoberteil 2 unter Zwischenlage eines Dichtungselements 27 an das Ölwannenunterteil 1 angeschlossen werden kann.
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Innerhalb des zentralen Ölansaugraums 4 der Ölwanne ist eine hier nicht explizit dargestellte Ölansaugvorrichtung, insbesondere ein Ölansaugstutzen beziehungsweise ein Ölansaugschnorchel, einer Ölpumpe des Schmierölkreislaufs angeordnet.
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Alle vier Ölsammelzonen 5a, 5b, 5c, 5d weisen randseitig jeweils eine Öldurchtrittsöffnung 50a, 50b, 50c, 50d auf, die einen Ausgleich der Ölniveaus zwischen den einzelnen Ölsammelzonen 5a, 5b, 5c, 5d ermöglichen. Die Öldurchtrittsöffnungen 50a, 50b, 50c, 50d sind ferner erforderlich, damit während des Betriebs der Brennkraftmaschine eine Ölstandsmessung innerhalb der Ölwanne, insbesondere mittels einer elektronischen Ölstandsmesssonde, durchgeführt werden kann. Die Strömungsverbindung der Ölsammelzonen 5a, 5b, 5c, 5d untereinander erfolgt vorteilhaft in den seitlichen Randbereichen, damit möglichst wenig der in den Ölsammelzonen 5a, 5b, 5c, 5d „gepufferten" Ölmenge verloren geht. Darüber hinaus weisen die vier zentralen Trennwandabschnitte 31a, 31b, 31c, 31d der Trennwandanordnung 30 jeweils eine Öldurchtrittsöffnung 6a, 6b, 6c, 6d zum zentralen Ölansaugraum 4 auf, so dass ein Ölfluss zwischen den Ölsammelzonen 5a, 5b, 5c, 5d und dem zentralen Ölansaugraum 4 möglich ist.
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Die Ölwanne weist ferner eine Luftölabscheiderbaugruppe 7 auf, die vorzugsweise integral mit dem Kunststoffeinleger 3 ausgebildet ist und zumindest einen Luftölabscheider 70 sowie eine gelocht ausgebildete Schwallsperre 71 umfasst. Mittels der Schwallsperre 71 kann zum Beispiel verhindert werden, dass das Öl innerhalb der Ölwanne bei schnellen Kurvenfahrten zur Seite strömt und die Ölansaugvorrichtung dabei Luft ansaugt, was eine Unterbrechung der Schmierung der Brennkraftmaschine zur Folge haben könnte. Ferner weist die Luftölabscheiderbaugruppe 7 ein Zusatzvolumen 72 auf, das im Wesentlichen becherartig geformt ist und Luftölabscheidemittel umfasst, so dass das Zusatzvolumen 72 eine Luftölabscheidefunktion zur Verfügung stellt. Dieses Zusatzvolumen 72 ermöglicht in vorteilhafter Weise eine zusätzliche Pufferung eines Ölvolumens.
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Die Ölwanne weist ferner eine Ölführungsbaugruppe 9 auf, die ebenfalls vorzugsweise integral mit dem Kunststoffeinleger 3 ausgebildet ist. Die Ölführungsbaugruppe 9 umfasst ein Anschlussmittel 91, an das die Ölpumpe angeschlossen werden kann. Ferner umfasst die Ölführungsbaugruppe 9 eine integrierte Ölführungsleitung 92 für den Luftölabscheider 60, die in das Anschlussmittel 91 für die Ölpumpe 91 mündet.
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Wie in
5 zu erkennen, weist das Ölwannenunterteil
1 einen Anschlussstutzen
12 auf, der für eine gemeinsame Anbindung einer Ölablassstelle der Ölwanne und des Zusatzvolumens
72 an die Ölpumpe über das Anschlussmittel
91 genutzt wird. Der Anschlussstutzen
12 weist – wie aus der
DE 10 2012 112 791 A1 bekannt – im Bereich eines dem Boden
10 des Ölwannenunterteils
1 zugewandten Endes eine die Außenwandung des Anschlussstutzens
12 durchdringende und zum Boden
10 hin offene Öffnung
13 auf.
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Der Kunststoffeinleger 3, der die Trennwandanordnung 30, die Luftölabscheiderbaugruppe 7 und die Ölführungsbaugruppe 9 umfasst, ist vorzugsweise einstückig ausgeführt, so dass die Herstellung und die Montage in der Ölwanne besonders einfach erfolgen können. Die Luftölabscheiderbaugruppe 7 und die Ölführungsbaugruppe 9 sind dann integral mit der Trennwandanordnung 30 ausgebildet und bilden zusammen mit dieser den Kunststoffeinleger 3.
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Alternativ kann auch vorgesehen sein, dass die Trennwandanordnung 30, die Luftabscheiderbaugruppe 7 sowie die Ölführungsbaugruppe 9 drei separate Kunststoffbauteile sind, die drei vorgefertigte Einzelkomponenten bilden, die bei der Endmontage des Kunststoffeinlegers 3 stoffschlüssig, insbesondere durch Heißgasschweißen, miteinander verbunden werden. Dadurch wird ebenfalls erreicht, dass der Kunststoffeinleger 3 eine einteilige vormontierte Einheit bildet, die sehr einfach innerhalb der Ölwanne montiert werden kann.
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Unter hohen fahrdynamischen Einflüssen muss vermieden werden, dass die Ölansaugvorrichtung der Ölpumpe des Schmierölkreislaufs aus dem Ölniveau innerhalb des Ölwannenunterteils 1 heraustauchen kann, da es ansonsten zu einer Beschädigung der Brennkraftmaschine aufgrund einer nicht ausreichenden Ölschmierung kommen könnte. Insbesondere bei kurzen und sehr hohen Beschleunigungsspitzen, die zum Beispiel beim Slalomfahren oder im Rennstreckenbetrieb auftreten können, werden hohe Anforderungen an einen funktionierenden Ölkreislauf gestellt. Die im Wesentlichen X-förmige Unterteilung des Aufnahmeraums der Ölwanne in die vier Ölsammelzonen 5a, 5b, 5c, 5d und den zentral zwischen diesen angeordneten Ölansaugraum 4 sowie das Zusatzvolumen 72 der Luftabscheiderbaugruppe 7 tragen in einem erheblichen Maße dazu bei, dass ein unerwünschtes, von fahrdynamischen Einflüssen abhängiges Ansaugen von Luft wirksam verhindert werden kann. Beim Abbremsen des Kraftfahrzeugs soll zum Beispiel das Ansaugen von Luft bei niedrigen Drehzahlen der Brennkraftmaschine verhindert werden. Beim Beschleunigen des Kraftfahrzeugs soll demgegenüber ein Luftansaugen bei hohen Drehzahlen der Brennkraftmaschine vermieden werden.
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Durch die Kombination der im Wesentlichen X-förmigen Aufteilung des Ölwannenunterteils 1 in die vier Ölsammelzonen 5a, 5b, 5c, 5d mit der gerichteten Ölansaugung über die Öffnung 13 des mit der Ölansaugvorrichtung verbundenen Anschlussstutzens 12 und durch die Bereitstellung des Zusatzvolumens 72 der Luftölabscheiderbaugruppe 7 wird erreicht, dass das Öl gezielt der Öffnung 13 zugeführt werden kann. Die Dimensionierungen der Öldurchtrittsöffnungen 6a, 6b, 6c, 6d, die in den zentralen Ölansaugraum 4 münden, sind so gewählt, dass unter fahrdynamischen Einflüssen zumindest der von der Ölpumpe benötigte Volumenstrom in den Ölansaugraum 4 nachfließen kann. Das in jeder der vier Ölsammelzonen 5a, 5b, 5c, 5d befindliche Öl wird dabei kanalisiert und direkt der Ansaugung über die an die Ölansaugvorrichtung angeschlossene Öffnung 13 zugeführt. Da unter Beschleunigungseinflüssen nur das benötigte Öl nachfließen kann, wird in vorteilhafter Weise eine „Pufferung“ des Öls innerhalb der vier Ölsammelzonen 5a, 5b, 5c, 5d bewirkt, die dem Zweck dient, kurzfristige Dynamikspitzen auszugleichen. Jeder der vier Ölsammelzonen 5a, 5b, 5c, 5d kann dabei eine zu „puffernde" Beschleunigungsrichtung (Befahren einer Linkskurve, Befahren einer Rechtskurve, Bremsen, Beschleunigen) zugeordnet werden.
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Durch die Integration der Luftölabscheiderbaugruppe 7 sowie der Ölführungsbaugruppe 9 in den Kunststoffeinleger 3, der die Trennwandanordnung 30 bildet, ist es in vorteilhafter Weise möglich, die erforderliche Anzahl der Basiskomponenten der Ölwanne 3 bei voller Funktionsintegration und vorteilhafter Weiterentwicklung der Funktionsumfänge auf insgesamt drei zu verringern. Neben einer Kostenoptimierung besteht ein weiterer Vorteil der hier vorgestellten Ölwanne darin, dass durch die Verwendung des Kunststoffeinlegers 3 die Gesamtmasse der Ölwanne wirksam verringert werden kann.
