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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Anordnung zur Versorgung einer Brennkraftmaschine mit Öl, die einen Ölkanal sowie eine Fördereinrichtung, eine Filtereinrichtung und einen Druckminderer aufweist, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Die Erfindung betrifft des Weiteren ein Pumpenmodul, ein Filter-Modul sowie ein Kurbelgehäusemodul einer solchen Anordnung.
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Brennkraftmaschinen benötigen während des Betriebs Öl, das der Brennkraftmaschine über einen Ölkanal zugeführt wird. Eine Anordnung zur Versorgung der Brennkraftmaschine mit Öl umfasst neben dem Ölkanal eine Fördereinrichtung zum Fördern des Öls sowie eine Filtereinrichtung zum Filtern des Öls. Im Betrieb der Anordnung bzw. der Brennkraftmaschine kann es dabei zu Druckschwankungen im Öl kommen, die mit Hilfe eines Druckminderers ausgeglichen werden.
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Ein solcher Druckminderer ist aus der
DE 10 2004 008 299 A1 bekannt. Hierbei zweigt eine Nebenleitung von dem das Öl zur Brennkraftmaschine führenden Ölkanal ab und mündet in einem elastischen Dämpfungsraum, der fluidisch geschlossen ist.
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In der
EP 2 060 738 A1 wird vorgeschlagen, vom das Öl der Brennkraftmaschine zuführenden Ölkanal eine Nebenleitung abzuzweigen, die in einen fluidisch abgeschlossenen Raum mündet, dessen Volumen mit einem im Raum verstellbaren Kolben variiert wird, um die Druckschwankungen auszugleichen.
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Aus der
DE 10 2014 016 113 A1 ist es bekannt, den Ölkanal bereichsweise durch einen elastischen Schlauch auszubilden, dessen elastische Verformung Druckvariationen im Öl ausgleicht.
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Nachteilig bei den aus dem Stand der Technik bekannten Anordnungen ist insbesondere, dass sie eine zusätzliche Verrohrung bzw. das Vorsehen von zusätzlichen ölführenden Leitungen erfordern. Zudem unterliegen diese Anordnungen einem hohen Verschleiß.
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Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich daher mit der Aufgabe, für eine Anordnung der eingangs genannten Art eine verbesserte oder zumindest alternative Ausführungsform anzugeben, die sich durch einen vereinfachten Aufbau und/oder einen verringerten Verschleiß und/oder einem verbesserten Schutz von der Anordnung nachgeordneten Bauteilen auszeichnet.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Die Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, einen Druckminderer einer Anordnung zur Versorgung einer Brennkraftmaschine mit Öl durch ein Volumen zu realisieren, das eine Strömungsquerschnittserweiterung der Anordnung zum Ausgleich von Druckschwankungen im Öl bildet, und dieses Volumen unmittelbar in einem Ölkanal zum Zuführen des Öls zur Brennkraftmaschine anzuordnen. Das Volumen ist also Bestandteil des Ölkanals bzw. bildet diesen bereichsweise. Hierdurch entfallen zusätzliche Kanäle und Leitungen zur Realisierung des Druckminderers, so dass die Anordnung einfacher und/oder kostengünstiger und/oder bauraumsparender ausgebildet werden kann. Durch das Realisieren des Ausgleichs von Druckschwankungen, insbesondere Druckspitzen, im Öl mit Hilfe des Volumens unterliegt die Anordnung zudem keinem Verschleiß, der durch geometrische Anpassungen des Druckminderers zum Ausgleich der Druckschwankungen bedingt ist. Dem Erfindungsgedanken entsprechend weist die Anordnung zur Versorgung der Brennkraftmaschine mit Öl neben dem Ölkanal, mit dem das Öl der Brennkraftmaschine zugeführt wird, eine Fördereinrichtung, die das Öl fördert. Die Anordnung umfasst zudem eine Filtereinrichtung zum Filtern des Öls, die ebenfalls im Ölkanal angeordnet ist. Das heißt insbesondere, dass die Fördereinrichtung und/oder die Filtereinrichtung den Ölkanal bereichsweise bilden können. Zudem ist der Druckminderer im Ölkanal angeordnet und weist ein Druckminderer-Gehäuse auf, welches das vom Öl durchströmbare Volumen des Druckminderers bildet, wobei das Volumen die Strömungsquerschnittserweiterung der Anordnung zum Ausgleichen der Druckspitzen bildet. Die Anordnung weist ferner einen Kühler zum Kühlen des Öls auf. Der Kühler ist insbesondere stromabseitig der Filtereinrichtung oder stromaufseitig der Filtereinrichtung angeordnet.
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Bevorzugt genügt das Volumen durch die Strömungsquerschnittserweiterung an sich zum Ausgleichen der Druckschwankungen, insbesondere der Druckspritzen. Im Vergleich zum Stand der Technik ist also keine Änderung des Volumens zum Ausgleichen der Druckspitzen maßgeblich.
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Die Fördereinrichtung kann prinzipiell beliebig ausgestaltet sein. Die Fördereinrichtung ist insbesondere eine Pumpe, wobei sie als eine Drehschieberpumpe ausgebildet sein kann.
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Bei bevorzugten Ausführungsformen weist die Fördereinrichtung ein Pumpen-Gehäuse auf, in dem ein Pumpen-Auslass zum Auslassen des geförderten Öls aus der Fördereinrichtung ausgebildet ist. Der Pumpen-Auslass mündet dabei in einen Minderer-Einlass des Druckminderers zum Einlassen des Öls in das Volumen des Druckminderers. Das heißt, dass der Druckminderer stromab der Fördereinrichtung angeordnet ist und bevorzugt unmittelbar an dieser anschließt.
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Besonders vorteilhaft sind hierbei Ausgestaltungen, bei denen das Druckminderer-Gehäuse am Pumpen-Gehäuse, vorzugsweise unmittelbar, anschließt. Vorstellbar sind dabei auch Varianten, bei denen das Pumpen-Gehäuse und das Druckminderer-Gehäuse das Volumen des Druckminderers gemeinsam begrenzen.
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Weiter bevorzugte Ausführungsformen sehen vor, dass die Filtereinrichtung ein Filter-Gehäuse aufweist, in dem ein Filterelement zum Filtern des Öls angeordnet ist. Dabei begrenzt das Filter-Gehäuse gemeinsam mit dem Druckminderer-Gehäuse das Volumen des Druckminderers. Hierdurch wird die Anzahl der benötigten Bauteile der Anordnung reduziert und/oder eine kompaktere Bauweise der Anordnung erreicht.
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Gemäß weiterer bevorzugter Ausführungsformen umfasst die Anordnung ein Kurbel-Gehäuse der Brennkraftmaschine, in dem eine Kurbelwelle der Brennkraftmaschine zumindest bereichsweise angeordnet ist. Dabei begrenzen das Kurbel-Gehäuse und das Druckminderer-Gehäuse das Volumen des Druckminderers gemeinsam. Auch hierdurch kann die Anordnung mit einem verringerten Bauraumbedarf und/oder einer reduzierten Anzahl von Bestandteilen hergestellt werden.
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Bevorzugt ist es, wenn das Kurbel-Gehäuse außenseitig, d.h. auf der von der Kurbelwelle abgewandten Seite, eine nach innen gerichtete Vertiefung aufweist, wobei diese Vertiefung das Volumen des Druckminderers begrenzt.
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Bei vorteilhaften Ausführungsformen ist auf der vom Kurbel-Gehäuse abgewandten Seite des Druckminderer-Gehäuses der Kühler zum Kühlen des Öls angeordnet. Somit umfasst die Anordnung auch den Kühler zum Kühlen des Öls, wobei durch die Anordnung des Kühlers auf der vom Kurbel-Gehäuse abgewandten Seite des Druckminderer-Gehäuses eine effiziente Kühlung des Öls und/oder eine kompakte Bauweise der Anordnung erzielt werden.
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Es versteht sich, dass neben der Anordnung auch ein Pumpenmodul der Anordnung, das die Fördereinrichtung und den Druckminderer umfasst und bei dem der Pumpen-Auslass in den Minderer-Einlass mündet und/oder das Druckminderer-Gehäuse am Pumpen-Gehäuse, insbesondere unmittelbar, anschließt, zum Umfang dieser Erfindung gehört. Dabei können das Pumpen-Gehäuse und das Druckminderer-Gehäuse das Volumen des Druckminderers gemeinsam begrenzen.
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Ebenfalls gehört ein Filter-Modul der Anordnung zum Umfang dieser Erfindung, welches die Filtereinrichtung und den Druckminderer umfasst, wobei das Filter-Gehäuse der Filtereinrichtung mit dem Druckminderer-Gehäuse das Volumen des Druckminderers begrenzt.
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Außerdem gehört ein Kurbelgehäusemodul der Anordnung zum Umfang dieser Erfindung, dass das Kurbel-Gehäuse sowie den Druckminderer umfasst, wobei das Kurbel-Gehäuse und das Druckminderer-Gehäuse das Volumen gemeinsam begrenzen. Hierbei kann das Volumen durch die außenseitige Vertiefung des Kurbel-Gehäuses begrenzt sein. Ferner kann das Kurbelgehäusemodul einen solchen Kühler aufweisen, der auf der vom Kurbel-Gehäuse abgewandten Seite des Druckminderer-Gehäuses angeordnet ist.
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Die Anordnung sowie die Module können jeweils in einer beliebigen Anwendung zum Einsatz kommen. Bevorzugt kommen die Anordnung bzw. die Module in einem Kraftfahrzeug zum Einsatz.
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Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.
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Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
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Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Bauteile beziehen.
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Es zeigen, jeweils schematisch
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1 eine stark vereinfachte, schaltplanartige Darstellung einer Anordnung zur Versorgung einer Brennkraftmaschine mit Öl,
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2 eine räumliche Ansicht eines Pumpenmoduls der Anordnung,
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3 einen Querschnitt durch das Pumpenmodul,
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4 einen Längsschnitt durch das Pumpenmodul,
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5 eine räumliche Ansicht eines Kurbelgehäusemoduls der Anordnung bei einem anderen Ausführungsbeispiel,
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6 einen Querschnitt durch das Kurbelgehäusemodul.
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Eine Anordnung 1, wie sie beispielsweise in 1 gezeigt ist, dient der Versorgung einer Brennkraftmaschine 2 mit Öl 3. Die Anordnung 1 und die Brennkraftmaschine 2 können Bestandteile eines Kraftfahrzeugs 30 sein. Die Anordnung 1 weist einen Ölkanal 4 auf, der dem Zuführen des Öls 3 zur Brennkraftmaschine 2 dient. Der Ölkanal 4 läuft hierbei zwischen einem Ölreservoir 5, in dem Öl 3 bevorratet ist, und der Brennkraftmaschine 2. Im Ölkanal 4 ist eine Fördereinrichtung 6 zum Fördern des Öls 3 angeordnet. Stromab der Fördereinrichtung 6 ist ein Druckminderer 7 zum Ausgleichen von Druckschwankungen, insbesondere Druckspitzen, im durch den Ölkanal 4 strömenden Öl 3 angeordnet. Stromab des Druckminderers 7 ist eine Filtereinrichtung 8 zum Filtern des Öls 3 angeordnet. Ein Kühler 9 zum Kühlen des Öls 3 ist stromab des Druckminderes 7 angeordnet. Der Kühler 9 ist stromab der Filtereinrichtung 8 angeordnet, kann aber auch, wie mit der gestrichelten Darstellung des Kühlers 9 angedeutet, stromauf der Filtereinrichtung 8 angeordnet sein. Das Öl 3 gelangt also über den Ölkanal 4 zur Brennkraftmaschine 2 und strömt anschließend über eine Rückführleitung 10 zurück zum Ölreservoir 3, so dass insgesamt ein Kreislauf 11 für das Öl 3 realisiert ist.
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In den 2 bis 4 sind unterschiedliche Ansichten eines Pumpenmoduls 12 der Anordnung 1 zu sehen. Das Pumpenmodul 12 umfasst neben der Fördereinrichtung 6 den Druckminderer 7. Die Fördereinrichtung 6 ist vorliegend als eine Drehschieberpumpe 13 ausgebildet und weist ein Pumpen-Gehäuse 14 auf, in dem ein Drehschieber 15 angeordnet ist. Das Pumpen-Gehäuse 14 weist einen Pumpen-Auslass 16 zum Auslassen des geförderten Öls 3 auf.
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Der Druckminderer 7 weist ein Druckminderer-Gehäuse 17 auf, das ein vom Öl durchströmbares Volumen 18 des Druckminderers 7 begrenzt. Dieses Volumen 18 bildet eine Strömungsquerschnittserweiterung 19 der Anordnung 1. Das heißt, dass das Volumen 18 im Ölkanal 4 angeordnet ist und diesen bereichsweise bildet. Zudem bildet das Volumen 18 eine lokale Strömungsquerschnittserweiterung 19 der Anordnung 1 im Ölkanal 4. Durch das Volumen 18 und der damit gebildeten Strömungsquerschnittserweiterung 19 werden Druckschwankungen des durch den Ölkanal 4 strömenden Öls 3, insbesondere Druckspitzen, ausgeglichen. Das Druckminderer-Gehäuse 17 ist aus einem festen bzw. massiven Material hergestellt, insbesondere plastisch ausgebildet. Zudem ist das Druckminderer-Gehäuse 17 im gezeigten Beispiel unmittelbar anschließend an das Pumpen-Gehäuse 14 angeordnet.
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Im vorliegenden Beispiel weist das Gehäuse 17 zwei Gehäuseteile 20, 21 auf, wobei in 4 lediglich ein erstes Gehäuseteil 20 des Druckminderer-Gehäuses 17 zu sehen ist, der in den 2 und 3 von einem zweiten Gehäuseteil 21 abgedeckt ist. Der Pumpen-Auslass 16 mündet dabei in einen Minderer-Einlass 22 des Druckminderers 7, so dass das Öl 3 über den Minderer-Einlass 22 in das Volumen 18 strömt. Der Minderer-Einlass 22 ist vorliegend im ersten Gehäuseteil 20 ausgebildet. Ein Minderer-Auslass 23 des Druckminderers 7 ist vorliegend ebenfalls im ersten Gehäuseteil 20 ausgebildet, wobei das Öl 3 durch den Minderer-Auslass 23 aus dem Volumen 18 strömt. Das Volumen 18 ist dabei auf die Druckschwankungen, insbesondere Druckspitzen, die in Betrieb im durch den Ölkanal 4 strömenden Öl 3 auftreten, derart abgestimmt, dass es diese Druckschwankungen, insbesondere Druckspitzen, ausgleicht.
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Die 5 und 6 zeigen ein Kurbelgehäusemodul 24 der Anordnung 1 bei einem anderen Ausführungsbeispiel der Anordnung 1. Bei diesem Ausführungsbeispiel umfasst die Anordnung 1 ein Kurbel-Gehäuse 25 der Brennkraftmaschine 2, in dem eine nicht gezeigte Kurbelwelle der Brennkraftmaschine 2 zumindest teilweise angeordnet ist. Zu sehen ist ferner die Filtereinrichtung 8, die ein Filter-Gehäuse 29 aufweist, in dem ein nicht sichtbares Filterelement angeordnet ist. Die Filtereinrichtung 8 ist nicht zwangsläufig Bestandteil des Kurbelgehäusemoduls 24. Das Kurbelgehäusemodul 24 umfasst den Druckminderer 7, wobei der Druckminderer 7 das Druckminderer-Gehäuse 17 aufweist. Das Kurbel-Gehäuse 25 begrenzt dabei gemeinsam mit dem Druckminderer-Gehäuse 17 das Volumen 18 und somit die Strömungsquerschnittserweiterung 19. Hierzu ist beim gezeigten Beispiel im Kurbel-Gehäuse 25 außenseitig eine nach innen gerichtete Vertiefung 26 vorgesehen, die das Volumen 18 des Druckminderers 7 gemeinsam mit dem Druckminderer-Gehäuse 17 begrenzt. Dabei ist der Minderer-Einlass 22 in der Vertiefung 26 des Kurbel-Gehäuses 25 ausgebildet. Auch der Minderer-Auslass 23 (nicht sichtbar) kann im Kurbel-Gehäuse 25, insbesondere in der Vertiefung 26, ausgebildet sein. Auch in diesem Ausführungsbeispiel bildet also das Volumen 18 einen Teil des Ölkanals 4 zum Zuführen des Öls 3 zur Brennkraftmaschine 2. Die in dem Ölkanal 4 durch das Volumen 18 gebildete Strömungsquerschnittserweiterung 19 führt dabei zum Ausgleich von Druckschwankungen im Öl, insbesondere von Druckspitzen im Öl.
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Im gezeigten Beispiel umfasst das Kurbelgehäusemodul 24 zudem den Kühler 9 zum Kühlen des Öls 3, wobei der Kühler 9 auf der vom Kurbel-Gehäuse 25 bzw. vom Volumen 18 abgewandten Seite des Druckminderer-Gehäuses 17 angeordnet ist und mit dem Druckminderer-Gehäuse 17 in wärmeaustauschendem Kontakt steht. Der Kühler 9 weist einen Kühlmittel-Einlass 27 sowie einen Kühlmittel-Auslass 28 zum Einlassen bzw. Auslassen eines Kühlmittels in den Kühler 9 bzw. aus dem Kühler 9 auf, um das Öl 3 zu kühlen. Der Kühlmittel-Einlass 27 und der Kühlmittel-Auslass 28 sind im gezeigten Beispiel auf der vom Druckminderer-Gehäuse 17 abgewandten Seite des Kühlers 9 angeordnet.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102004008299 A1 [0003]
- EP 2060738 A1 [0004]
- DE 102014016113 A1 [0005]
