DE102016119507A1

DE102016119507A1 - Ölbehälter einer Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE102016119507A1
Application number: DE102016119507.3A
Authority: DE
Inventors: Peter Druckmiller; Daniel Hartmann
Original assignee: MAN Diesel and Turbo SE
Current assignee: MAN Energy Solutions SE
Priority date: 2016-10-13
Filing date: 2016-10-13
Publication date: 2018-04-19
Also published as: CN109804144B; EP3526455A1; JP2019529781A; US20200049038A1; US10947874B2; KR20190060847A; CN109804144A; WO2018069034A1; EP3526455B1; KR102238061B1; JP6794535B2

Abstract

Ölbehälter (10) einer Brennkraftmaschine, insbesondere für eine auf einem Schiff installierte Brennkraftmaschine, wobei zur Schmierung und gegebenenfalls Kühlung der Brennkraftmaschine in dem Ölbehälter (10) gesammeltes Öl aus dem Ölbehälter (10) entnehmbar, in Richtung auf die Brennkraftmaschine förderbar und anschließend ausgehend von der Brennkraftmaschine in den Ölbehälter (10) zurückführbar ist, mit einer mittleren Ölkammer (15), aus der Öl ansaugbar und in Richtung auf die Brennkraftmaschine förderbar ist, und mit seitlichen Ölkammern (16, 17), die abhängig von einer Schräglage des Ölbehälters (10) entweder schräg oberhalb oder alternativ schräg unterhalb der mittleren Ölkammer (15) positioniert sind, wobei Öl ausgehend von der Brennkraftmaschine die seitlichen Ölkammern (16, 17) zurückführbar ist, und wobei die mittlere Ölkammer (15) abhängig von der Schräglage des Ölbehälters (10) mit einer ersten seitlichen Ölkammer (16), die an einer ersten Seite der mittleren Ölkammer (15) an die mittlere Ölkammer angrenzt, oder mit einer zweiten seitlichen Ölkammer (17), die an einer zweiten Seite der mittleren Ölkammer (15) an die mittlere Ölkammer angrenzt, über jeweils mindestens eine passiv gesteuerte Rückschlagkappe (20) koppelbar ist. (2)

Description

Die Erfindung betrifft einen Ölbehälter einer Brennkraftmaschine gemäß dem Oberbergriff des Anspruchs 1.
Eine Brennkraftmaschine verfügt über einen typischerweise als Ölwanne ausgebildeten Ölbehälter, in welchem Öl, welches der Schmierung und gegebenenfalls Kühlung von Baugruppen der Brennkraftmaschine dient, gesammelt werden kann. Das in dem Ölbehälter gesammelte Öl kann ausgehend vom Ölbehälter zur Schmierung und gegebenenfalls Kühlung den relevanten Baugruppen der Brennkraftmaschine zugeführt werden. Anschließend kann das Öl ausgehend von den jeweiligen Baugruppen der Brennkraftmaschine zurück in den Ölbehälter geführt werden. Bei einer Brennkraftmaschine läuft das von der Brennkraftmaschine abgestoßene Öl entweder direkt von der Brennkraftmaschine nach unten in den Ölbehälter oder das Öl wird über eine Rohrleitung von der Brennkraftmaschine in Richtung auf den Ölbehälter gefördert. Insbesondere in Anwendungen an Bord eines Schiffs wird gefordert, dass eine dort installierte Brennkraftmaschine auch bei Schräglagen weiterarbeiten kann.
Aus der DE 10 2014 001 965 A1 sowie aus der DE 10 2014 001 966 A1 sind jeweils Ölbehälter für auf einem Schiff installierte Brennkraftmaschinen bekannt, die bei einer permanent unveränderten Schräglage des Ölbehälters eine Ölversorgung der Brennkraftmaschine gewährleisten. Dabei ist der Ölbehälter in eine mittlere Ölkammer und seitliche Ölkammern untergliedert, wobei Öl aus den seitlichen Ölkammern in die mittlere Ölkammer mit Hilfe von Pumpen gefördert wird, sodass in der mittleren Ölkammer, aus welcher Öl in Richtung auf die Brennkraftmaschine angesaugt wird, auch bei einer permanent unveränderten Schräglage des Ölbehälters bzw. der Brennkraftmaschine Öl angesaugt werden kann.
Die aus diesem Stand der Technik bekannten Ölbehälter gewährleisten, wie bereits ausgeführt, bei permanent unveränderter Schräglage des Ölbehälters und damit der Brennkraftmaschine eine sichere Versorgung der Brennkraftmaschine mit Öl, ausgehend vom Ölbehälter. Die aus diesem Stand der Technik bekannten Ölbehälter sind jedoch konstruktiv aufwendig. Es besteht daher Bedarf an einem Ölbehälter einfacher Bauart, der bei sich in Zyklen ändernden Schräglagen eine definierte Ölversorgung der Brennkraftmaschine ermöglicht.
Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen neuartigen Ölbehälter einer Brennkraftmaschine zu schaffen. Diese Aufgabe wird durch einen Ölbehälter nach Anspruch 1 gelöst. Erfindungsgemäß ist die mittlere Ölkammer abhängig von der Schräglage des Ölbehälters mit einer ersten seitlichen Ölkammer, die an einer ersten Seite der mittleren Ölkammer an die mittlere Ölkammer angrenzt, oder mit einer zweiten seitlichen Ölkammer, die an einer zweiten Seite der mittleren Ölkammer an die mittlere Ölkammer angrenzt, über jeweils mindestens eine passiv gesteuerte Rückschlagkappe koppelbar.
Der erfindungsgemäße Ölbehälter nutzt passiv gesteuerte Rückschlagklappen und kommt demnach ohne Pumpen aus. Der erfindungsgemäße Ölbehälter verfügt daher gegenüber den aus dem Stand der Technik bekannten Ölbehältern über einen deutlich einfacheren Aufbau. Insbesondere dann, wenn sich die Schräglagen des Ölbehälters in Zyklen ändern, kann mit einem derartigen Ölbehälter eine zuverlässige, definierte Ölversorgung der Brennkraftmaschine gewährleistet werden.
Vorzugsweise ist die jeweilige Rückschlagkappe öldruckgesteuert und schwerkraftgesteuert ist. Derartige Rückschlagklappen, die öldruckgesteuert und schwerkraftgesteuert und demnach rein passiv gesteuert sind, sind besonders einfach und effektiv.
Nach einer vorteilhaften Weiterbildung ist die mittlere Ölkammer oben geschlossen. Hierdurch wird gewährleistet, dass infolge einer Schräglage kein Öl oben aus der mittleren Ölkammer austritt. Hiermit kann die Ölversorgung der Brennkraftmaschine ausgehend vom Ölbehälter weiter verbessert werden.
Nach einer vorteilhaften Weiterbildung ist jede der seitlichen Ölkammern in mehrere Teilölkammern unterteilt. Vorzugsweise ist jede der seitlichen Ölkammern in eine innere seitliche Teilölkammer und mindestens eine äußere seitliche Teilölkammer unterteilt, wobei aneinander angrenzende Teilölkammer über Trennwände mit permanent offenen und damit öldurchlässigen Ausnehmungen gekoppelt sind. Die jeweilige innere seitliche Teilölkammer der jeweiligen seitlichen Ölkammern ist mit der mittleren Ölkammer über jeweils mindestens eine der passiv gesteuerten Rückschlagkappen koppelbar. Durch die Untergliederung der seitlichen Ölkammern in Teilölkammern kann die Ölversorgung der Brennkraftmaschine, ausgehend vom Ölbehälter, weiter verbessert werden.
Vorzugsweise ist die jeweilige innere seitliche Teilölkammer der jeweiligen seitlichen Ölkammern oben geschlossen. Zumindest die jeweilige äußere seitliche Teilölkammer der jeweiligen seitlichen Ölkammer, die den größten Abstand von der mittleren Ölkammer aufweist, ist oben offen. Durch das Schließen der inneren seitlichen Teilölkammern wird die Ölversorgung der Brennkraftmaschine ausgehend von dem Ölbehälter weiter verbessert. Über die äußeren seitlichen Teilölkammern kann das Öl zurück in den Ölbehälter fließen. Das ausgehend von der Brennkraftmaschine in den Ölbehälter zurückfließende Öl wird in den seitlichen Ölkammern zunächst beruhigt und gelangt erst anschließend über die mittlere Ölkammer in Richtung auf die Brennkraftmaschine.
Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung. Ausführungsbeispiele der Erfindung werden, ohne hierauf beschränkt zu sein, an Hand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt:

1 einen schematisierten Querschnitt durch einen erfindungsgemäßen Ölbehälter in Normallage; und
2 einen schematisierten Querschnitt durch einen erfindungsgemäßen Ölbehälter in Schräglage.

Die Erfindung betrifft einen Ölbehälter für eine Brennkraftmaschine. Der erfindungsgemäße Ölbehälter kommt insbesondere bei einer Brennkraftmaschine zum Einsatz, die insbesondere auf einem Schiff installiert ist.
1 und 2 zeigen jeweils einen schematisierten Querschnitt durch einen erfindungsgemäßen Ölbehälter 10 einer Brennkraftmaschine. Der Ölbehälter 10 ist von einer Bodenwand 11 und Seitenwänden 12 begrenzt, wobei die Bodenwand 11 und die Seitenwände 12 des Ölbehälters 10 einen Aufnahmeraum 13 für Öl begrenzen. In dem Ölbehälter 10, nämlich in dem Aufnahmeraum 13 desselben, wird Öl bereitgehalten, welches zur Schmierung und ggf. Kühlung der Brennkraftmaschine aus dem Ölbehälter 10 entnommen werden kann. 1 und 2 zeigen eine Ansaugöffnung 14 eines Ansaugrohrs, über welches Öl aus dem Ölbehälter 10 angesaugt und in Richtung auf die Brennkraftmaschine gefördert werden kann. Ausgehend von der Brennkraftmaschine ist das Öl in den Ölbehälter 10, nämlich in den Aufnahmeraum 13 zurückführbar, wobei hierzu der Ölbehälter 10 gegenüberliegend zur Bodenwand 11 oben offen ausgeführt ist.
Der Ölbehälter 10 verfügt über eine mittlere Ölkammer 15, sowie über sich zu beiden Seiten der mittleren Ölkammer 15 anschließende, seitliche Ölkammern 16 und 17. Gemäß 1 und 2 ist die Ansaugöffnung 14, über welche Öl aus dem Ölbehälter 10 angesaugt werden kann, der mittleren Ölkammer 15 zugeordnet, sodass das Öl über die Ansaugöffnung 14 aus der mittleren Ölkammer 15 ansaugbar und in Richtung auf die Brennkraftmaschine förderbar ist.
Wie bereits ausgeführt, ist zu beiden Seiten der mittleren Ölkammer 15 jeweils eine seitliche Ölkammer 16, 17 angeordnet. Abhängig von einer Schräglage des Ölbehälters 10 sind die seitlichen Ölkammern 16, 17 entweder schräg oberhalb oder alternativ schräg unterhalb der mittleren Ölkammer 11 positioniert. 1 zeigt den Ölbehälter 10 in einer Normallage, also ohne Schräglage. In der Schräglage der 2 ist die seitliche Ölkammer 16 schräg unterhalb und die seitliche Ölkammer 17 schräg oberhalb der mittleren Ölkammer 15 angeordnet.
Öl, welches ausgehend von der Brennkraftmaschine in Richtung auf den Ölbehälter 10 zurückgeführt wird, ist ausgehend von der Brennkraftmaschine in die seitlichen Ölkammern 16, 17 zurückführbar.
Die mittlere Ölkammer 15 ist von den an dieselben angrenzenden seitlichen Ölkammern 16, 17 durch Trennwände 18 getrennt.
Im gezeigten, bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die mittlere Ölkammer 15 oben, gegenüberliegend zur Bodenwand 11, von einer Deckelwand 19 verschlossen (eine unverschlossene mittlere Ölkammer ist ebenfalls möglich).
Die mittlere Ölkammer 15 ist abhängig von der Schrägstellung des Ölbehälters 10 mit der seitlichen Ölkammer 16, die an einer ersten Seite der mittleren Ölkammer 15 angeordnet ist, oder mit der seitlichen Ölkammer 17, die an einer gegenüberliegenden zweiten Seite der mittleren Ölkammer 11 angeordnet ist, gekoppelt, und zwar über jeweils mindestens eine passiv gesteuerte Rückschlagklappe 20.
Die jeweilige passiv gesteuerte Rückschlagklappe 20 ist dabei in die jeweilige Trennwand 18 zwischen der mittleren Ölkammer 15 und der jeweiligen angrenzenden seitlichen Ölkammer 16, 17 integriert.
Dann, wenn der Ölbehälter 10 die in 1 gezeigte Normalstellung einnimmt, sind die Rückschlagklappen 20 typischerweise halb geöffnet. Öl fließt von den seitlichen Kammern in die mittlere.
In der Schrägstellung der 2 ist die oder jede Rückschlagklappe 20, die der Trennwand 18 zwischen der mittleren Ölkammer 15 und der seitlichen Ölkammer 16 zugeordnet ist, geschlossen, wohingegen die oder jede Rückschlagklappe 20, die der Trennwand 18 zwischen der mittleren Ölkammer 15 und der seitlichen Ölkammer 17 zugeordnet ist, geöffnet ist, sodass ausgehend von der schräg oberhalb der mittleren Ölkammer 15 positionierten, seitlichen Ölkammer 17 Öl aus der seitlichen Ölkammer 17 in die mittlere Ölkammer 15 strömen kann. Dadurch, dass die mittlere Ölkammer 15 vorzugsweise durch die Deckelwand 19 oben verschlossen ist, wird verhindert, dass infolge der Schrägstellung Öl aus der mittleren Ölkammer 15 in die in 2 seitlich schräg unterhalb derselben angeordnete seitliche Ölkammer 16 strömt.
Dann wenn der Ölbehälter 10 der 2 im Vergleich zur 2 zur anderen Seite geneigt ist, also die seitliche Ölkammer 16 schräg oberhalb und die seitliche Ölkammer 17 schräg unterhalb der mittleren Ölkammer 15 angeordnet ist, ist die oder jede der zwischen der seitlichen Ölkammer 16 und der mittleren Ölkammer 15 positionierten Trennwand 18 zugeordnete Rückschlagklappe 20 geöffnet, sodass dann das Öl, ausgehend von der seitlichen Ölkammer 16 in die mittlere Ölkammer 15 strömen kann. In diesem Fall ist dann die oder jede Rückschlagklappe 20, die der Trennwand 18 zwischen der mittleren Ölkammer 15 und der seitlichen Ölkammer 17 zugeordnet ist, geschlossen.
In 1 und 2 sind seitlich neben dem Ölbehälter 10 die Details A und B gezeigt, wobei in 1 gemäß den Details A und B beide passive Rückschlagklappen 20 halb geöffnet sind, wohingegen in 2 gemäß dem Detail A eine Rückschlagklappe 20 geschlossen und dem Detail B die andere Rückschlagklappe 20 geöffnet ist.
Wie bereits ausgeführt, sind die Rückschlagklappen 20 passiv gesteuert. Insbesondere sind die Rückschlagklappen öldruckgesteuert und schwerkraftgesteuert. Abhängig von der Druckdifferenz des Öldrucks in den aneinander angrenzenden Ölkammern 15 und 16 sowie 15 und 17 sowie abhängig von der Schrägstellung des Ölbehälters 10 und der infolge der Schrägstellung wirkenden Schwerkraft sind demnach die Rückschlagklappen 20 geöffnet oder geschlossen.
Im gezeigten, bevorzugten Ausführungsbeispiel ist jede der seitlichen Ölkammern 16, 17 in mehrere Teilölkammern 16a, 16b bzw. 17a, 17b unterteilt. So ist im Ausführungsbeispiel der 1 und 2 jede der seitlichen Ölkammern 16, 17 in zwei Teilölkammern 16a, 16b bzw. 17a, 17b unterteilt, nämlich in eine innere seitliche Teilölkammer 16a, 17a und eine äußere seitliche Teilölkammer 16b, 17b. Es können auch mehrere äußere seitliche Teilölkammern 16b, 17b seitlich nebeneinander in einer Reihe angeordnet sein.
Die inneren seitlichen Teilölkammern 16a, 17a grenzen an die mittlere Ölkammer 15 an und sind von derselben durch die Trennwände 18 und die passiv gesteuerten Rückschlagklappen 20 getrennt bzw. durch die passiv gesteuerten Rückschlagklappen 20 gekoppelt. Die inneren Teilölkammern 16a, 17a sind von den angrenzenden äußeren Teilölkammern 16b, 17b durch Trennwände 21 getrennt, wobei in diese Trennwände 21 permanent offene und damit permanent öldurchlässige Ausnehmungen 22 eingebracht sind. Zwischen den Teilölkammern 16a, 16b bzw. 17a, 17b der seitlichen Ölkammern 16, 17 kann demnach über die permanent offenen und damit permanent öldurchlässigen Ausnehmungen 22 permanent Öl strömen, und zwar abhängig von der Schräglage des Ölbehälters 10.
Im gezeigten Ausführungsbeispiel der 1 und 2 ist lediglich die mittlere Ölkammer 15 an der Oberseite gegenüberliegend zur Bodenwand 11 durch die Deckelwand 19 geschlossen, die seitlichen Ölkammern 16, 17 sind oben komplett offen, also im Bereich beider Teilölkammern 16a, 16b sowie 17a, 17b.
Im Unterschied zum Ausführungsbeispiel der 1 und 2 ist es auch möglich, dass die inneren seitlichen Teilölkammern 16a, 17, die unmittelbar an die mittlere Ölkammer 15 angrenzen, gegenüberliegend zur Bodenwand 11 oben durch eine Deckelwand (nicht gezeigt) geschlossen sind. In diesem Fall sind dann in 1 und 2 lediglich die seitlichen äußeren Teilölkammern 16b, 17b, die den größten Abstand von der mittleren Ölkammer 15 aufweisen, oben offen ausgebildet, sodass Öl, welches ausgehend von der Brennkraftmaschine in Richtung auf den Ölbehälter 10 zurückfließt, zunächst über die äußeren seitlichen Teilölkammern 16b, 17b strömt und anschließend über die inneren seitlichen Teilölkammern 16a, 17a und erst dann in den Bereich der mittleren Ölkammer 15 gelangt. Hierdurch wird das ausgehend von der Brennkraftmaschine in den Bereich des Ölbehälters 10 zurückströmende Öl beruhigt, wodurch eine besonders vorteilhafte Versorgung der Brennkraftmaschine mit Schmieröl bzw. Kühlöl möglich ist.
Der erfindungsgemäße Ölbehälter 10 verfügt über einen einfachen konstruktiven Aufbau und nutzt passiv gesteuerte Rückschlagklappen 20. Es sind keine aktiv gesteuerten Baugruppen wie zum Beispiel Pumpen erforderlich. Mit dem erfindungsgemäßen Ölbehälter 10 kann bei sich in Zyklen ändernden Schieflagen des Ölbehälters 10 eine sichere Versorgung der Brennkraftmaschine mit Kühlöl bzw. Schmieröl gewährleistet werden.
Bezugszeichenliste

10: Ölbehälter
11: Bodenwand
12: Seitenwand
13: Aufnahmeraum
14: Ansaugöffnung
15: Ölkammer
16: Ölkammer
16a: Teilölkammer
16b: Teilölkammer
17: Ölkammer
17a: Teilölkammer
17b: Teilölkammer
18: Trennwand
19: Deckelwand
20: Rückschlagklappe
21: Trennwand
22: Öffnung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102014001965 A1 [0003]
DE 102014001966 A1 [0003]

Claims

Ölbehälter (10) einer Brennkraftmaschine, insbesondere für eine auf einem Schiff installierte Brennkraftmaschine, wobei zur Schmierung und gegebenenfalls Kühlung der Brennkraftmaschine in dem Ölbehälter (10) gesammeltes Öl aus dem Ölbehälter (10) entnehmbar, in Richtung auf die Brennkraftmaschine förderbar und anschließend ausgehend von der Brennkraftmaschine in den Ölbehälter (10) zurückführbar ist, mit einer mittleren Ölkammer (15), aus der Öl ansaugbar und in Richtung auf die Brennkraftmaschine förderbar ist, und mit seitlichen Ölkammern (16, 17), die abhängig von einer Schräglage des Ölbehälters (10) entweder schräg oberhalb oder alternativ schräg unterhalb der mittleren Ölkammer (15) positioniert sind, wobei Öl ausgehend von der Brennkraftmaschine in die seitlichen Ölkammern (16, 17) zurückführbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die mittlere Ölkammer (15) abhängig von der Schräglage des Ölbehälters (10) mit einer ersten seitlichen Ölkammer (16), die an einer ersten Seite der mittleren Ölkammer (15) an die mittlere Ölkammer angrenzt, oder mit einer zweiten seitlichen Ölkammer (17), die an einer zweiten Seite der mittleren Ölkammer (15) an die mittlere Ölkammer angrenzt, über jeweils mindestens eine passiv gesteuerte Rückschlagkappe (20) koppelbar ist.
Ölbehälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweilige Rückschlagkappe (20) öldruckgesteuert ist.
Ölbehälter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweilige Rückschlagkappe (20) schwerkraftgesteuert ist.
Ölbehälter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die mittlere Ölkammer (15) oben geschlossen ist.
Ölbehälter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass jede der seitlichen Ölkammern (16, 17) in mehrere Teilölkammern (16a, 16b, 17a, 17b) unterteilt ist.
Ölbehälter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass jede der seitlichen Ölkammern (16, 17) in eine innere seitliche Teilölkammer (16a, 17a) und mindestens eine äußere seitliche Teilölkammer (16b, 17b) unterteilt ist, wobei aneinander angrenzende Teilölkammer (16a, 16b, 17a, 17b) über Trennwände (21) mit permanent offenen und damit öldurchlässigen Ausnehmungen (22) gekoppelt sind.
Ölbehälter nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweilige innere seitliche Teilölkammer (16a, 17a) der jeweiligen seitlichen Ölkammer (16, 17) mit der mittleren Ölkammer (15) über jeweils mindestens eine der passiv gesteuerten Rückschlagkappen (20) koppelbar ist.
Ölbehälter nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweilige innere seitliche Teilölkammer (16a, 17a) der jeweiligen seitlichen Ölkammer (16, 17) oben geschlossen ist.
Ölbehälter nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest die jeweilige äußere seitliche Teilölkammer (16b, 17b) der jeweiligen seitlichen Ölkammer (16, 17), die den größten Abstand von der mittleren Ölkammer (15) aufweist, oben offen ist.