DE102017103647A1 - Oil sump for an internal combustion engine with a thermo sump valve - Google Patents
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- F01M11/0004—Oilsumps
- F01M2011/0037—Oilsumps with different oil compartments
- F01M2011/0045—Oilsumps with different oil compartments for controlling the oil temperature
Abstract
Zur Reduzierung des erforderlichen Bauraums für ein Thermo-Ölwannenventil in einer Ölwanne zum Auffangen eines in einem Verbrennungsmotor mittels einer Schmiermittelpumpe in einem Schmiermittelkreislauf bewegten Schmiermittels, umfassend eine Heißöl-Kammer mit einem ersten Auffangvolumen und einer Hauptölwanne mit einem zweiten Auffangvolumen, ein Thermo-Ölwannenventil, das ausgebildet ist, um nach Erreichen einer bestimmten Betriebstemperatur einen Zulauf des Schmiermittels aus der Heißöl-Kammer in die Hauptölwanne mittels Schließelements freizugeben, wobei auf das Schließelement eine in einer ersten Betätigungsrichtung wirkende Spiralfeder und eine FGL-Feder () in einer der ersten Betätigungsrichtung entgegen wirkenden zweiten Betätigungsrichtung umfasst, wird vorgeschlagen, die Spiralfeder und die FGL-Feder ausgebildet sind, um eine Rotation des Schließelements zu bewirken. To reduce the required installation space for a thermal oil sump valve in an oil sump for collecting a lubricant moving in an internal combustion engine in a lubricant circuit by means of a lubricant pump, comprising a hot oil chamber having a first sump volume and a main sump having a second sump volume, a thermal sump valve, formed to release after reaching a certain operating temperature, an inlet of the lubricant from the hot oil chamber into the main oil pan by means of closing element, wherein on the closing element acting in a first direction of actuation coil spring and a FGL spring () in one of the first actuating direction opposite acting second operating direction is proposed, the coil spring and the FGL spring are formed to cause a rotation of the closing element.
Description
Die Erfindung betrifft einen Verbrennungsmotor umfassend einen mittels einer Ölpumpe bewegten Ölkreislaufs, wobei das Öl des Ölkreislaufs aus dem Verbrennungsmotor zunächst in eine erste Ölwanne mit einem ersten Ölwannenvolumen tropft und nach Erreichen einer bestimmten Betriebstemperatur ein Thermo-Ölwannenventil einen Zulauf des Öls in eine zweite Ölwanne mit einem zweiten Ölwannenvolumen, welches größer ist als das erste Ölwannenvolumen, freigibt.The invention relates to an internal combustion engine comprising an oil circuit moved by means of an oil pump, the oil of the oil circuit from the internal combustion engine dripping first into a first oil pan with a first oil pan volume and after reaching a certain operating temperature with a thermo-oil pan valve an inlet of the oil into a second oil pan a second sump volume, which is greater than the first sump volume releases.
Das Thermo-Ölwannenventil arbeitet temperaturabhängig und gibt einen Zulauf zu dem zweiten Ölwannenvolumen frei, so dass auch für den Vollastbetrieb des Verbrennungsmotors ausreichend Schmiermittel vorhanden ist.The thermo-sump valve operates temperature-dependent and releases an inlet to the second sump volume, so that even for the full-load operation of the internal combustion engine sufficient lubricant is present.
Stand der TechnikState of the art
Aus dem Stand der Technik ist bekannt, diese Thermo-Ölwannenventile mit zwei gegeneinander auf einen Schließkolben wirkende Federn auszustatten, nämlich eine herkömmliche Spiralfeder und eine Feder aus einer Form-Gedächtnis-Legierung (FGL), die vorzugsweise gegeneinander wirkend gegen den Schließkolben wirken, der einen Zulauf in die zweite Ölwanne schließt und freigibt. Form-Gedächtnis-Legierungen nehmen ab einer - durch die Zusammensetzung der Legierung bestimmte - Grenztemperatur unter Verrichtung von Arbeit eine vorher trainierte Form an, wohingegen diese unterhalb dieser Grenztemperatur nahezu beliebig gestaltbar sind. Besonders bevorzugt werden FGL-Legierungen für Drähte eingesetzt, die zur Herstellung von Druckfedern eingesetzt werden. Üblicherweise sind diese Drähte, deren Länge sich ändert oder Druckfedern, die einen Hub erzeugen.From the prior art it is known to equip these thermal oil sump valves with two mutually acting on a closing piston springs, namely a conventional coil spring and a spring of a shape-memory alloy (FGL), which preferably act against each other against the closing piston, the closes an inlet in the second oil pan and releases. Shape-memory alloys assume a previously trained shape starting from a limit temperature determined by the composition of the alloy while performing work, whereas these can be designed almost arbitrarily below this limit temperature. Particular preference is given to using FGL alloys for wires which are used for the production of compression springs. Usually, these wires whose length changes or compression springs that produce a hub.
Allen Lösungen ist gemeinsam, dass die von der FGL-Feder ausgeübte Arbeit entgegen einem gleichartigen Element aus Federstahl verrichtet wird, z.B. einem in einem Gehäuse ausgeübten Schließkolben. Das aus regulärem Federstahl bestehende Gegenelement ist erforderlich, um das FGL-Element wieder in einen definierten Zustand zurückzubringen, sobald die Grenztemperatur wieder unterschritten wird.All solutions have in common that the work done by the FGL spring is performed against a similar element of spring steel, e.g. a closing piston in a housing. The counter-element made of regular spring steel is required to return the FGL element to a defined state as soon as the limit temperature is reached again.
In der Industrie eingesetzte FGL-Ventile arbeiten in der Regel mit einer FGL-Druckfeder und einer gegensätzlich angeordneten Druckfeder aus Federstahl, die derart ausgelegt ist, dass das Arbeitsvermögen der FGL-Feder ausreicht, um ein vollständiges Öffnen des Ventils zu gewährleisten.Industrial FGL valves typically use an FGL compression spring and an oppositely-disposed, spring steel compression spring designed to maximize the working capacity of the FGL spring to fully open the valve.
Ein bekanntes Thermo-Ölwannenventil oder Thermostat-Ventil trennt die in einer Ölwanne integrierte separate kleinere Heißöl-Kammer von der größeren Ölwanne. Beim Starten des Verbrennungsmotors wird zunächst nur das Öl der Heißöl-Kammer für die Ölversorgung des KFZ verwendet und somit auch nur dieses allmählich erwärmt. Wenn die Temperatur des Schmiermittels in der Heißöl-Kammer einen definierten Grenzwert erreicht, öffnet sich das Thermo-Ölwannenventil und gibt damit das für den Betrieb des gesamten Motors benötigte Schmiermittel frei. Ab diesem Zeitpunkt wird das KFZ aus beiden Kavitäten und somit mit der Gesamtkapazität des Öls versorgt. Wird die Grenztemperatur unterschritten, schließt sich das Thermo-Ölwannenventil wieder und die Kammern sind wieder separiert. Üblicherweise werden für diese Art der Anwendung Thermostat-Ventile auf Wachsbasis verwendet, die ein Gehäuse umfassen, in welchem ein Balg oder Behälter mit Wachs aufgenommen ist, an dessen einem Ende ein aus dem Behälter ragender Stößel befestigt ist, welcher mit dem Schließventil des Thermo-Ölwannenventils verbunden ist.A well-known thermo-sump valve or thermostatic valve separates the separate smaller hot oil chamber integrated in an oil sump from the larger sump. When starting the engine, first only the oil of the hot oil chamber is used for the oil supply of the vehicle and thus only this gradually heated. When the temperature of the lubricant in the hot oil chamber reaches a defined limit, the thermo-sump valve opens, freeing up the lubricant needed to operate the entire engine. From this time, the vehicle is supplied from both cavities and thus with the total capacity of the oil. If the temperature falls below the limit, the thermo-sump valve closes again and the chambers are separated again. Typically, wax-based thermostatic valves are used for this type of application, comprising a housing in which a bellows or container is received with wax, at one end of which a plunger protruding from the container is secured, which is connected to the thermostatic closing valve. Oil pan valve is connected.
Nachteile am Stand der TechnikDisadvantages of the prior art
Nachteilig an bestehenden FGL-Ventilen ist die Bauhöhe. Weil diese grundsätzlich vertikal aufgebaut sind, umfassen diese einen umgebenden Zylinder mit einer darin angeordneten unteren Druckfeder, einem auf diese untere Druckfeder wirkenden Schließzylinder sowie einer auf die Oberseite des Schließzylinders wirkenden FGL-Feder. Dieser „vertikale“ Aufbau erfordert entsprechenden Bauraum in dem Motorraum, der mitunter nicht vorhanden ist.A disadvantage of existing FGL valves is the height. Because these are basically constructed vertically, these include a surrounding cylinder with a lower compression spring disposed therein, acting on this lower compression spring lock cylinder and acting on the top of the lock cylinder FGL spring. This "vertical" structure requires appropriate space in the engine compartment, which is sometimes not available.
Technisches Problem (Aufgabe)Technical problem (task)
Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, diese Nachteile zumindest teilweise zu vermeiden und insbesondere wesentlich kleiner aufgebaut ist als bestehende Thermo-Ölwannenventile.Based on this prior art, the present invention seeks to at least partially avoid these disadvantages and in particular is constructed much smaller than existing thermal oil sump valves.
Erfindunginvention
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einer Ölwanne für einen Verbrennungsmotor der eingangs genannten Art im Wesentlichen bereits dadurch gelöst, dass diese so ausgebildet ist, dass das Schließelement eine Rotationsbewegung ausführt.According to the invention, this object is essentially already achieved with an oil sump for an internal combustion engine of the type mentioned above in that it is designed so that the closing element executes a rotational movement.
Die erfindungsgemäße Ausbildung hat wesentliche Vorteile. Da die Bewegung des Schließelements nicht mehr translatorisch, also linear sondern rotierend erfolgt, wird erheblich weniger Bauhöhe für das Thermo-Ölwannenventil benötigt. Im einfachsten Fall wird als Schließelement lediglich eine durch die Federn drehbare Scheibe benötigt, welche eine Durchtrittsöffnung für das erwärmte Schmiermittel öffnet und schließt.The inventive construction has significant advantages. Since the movement of the closing element is no longer translational, ie linear but rotating, considerably less height is required for the thermal oil sump valve. In the simplest case, only a disk rotatable by the springs is required as the closing element, which opens and closes an opening for the heated lubricant.
Bevorzugt ist das Schließelement somit als Ventilscheibe ausgebildet, die ferner in einer zusätzlichen Aufnahme an der Ölwanne aufgenommen sein kann, insbesondere an der Heißöl-Kammer. Preferably, the closing element is thus formed as a valve disc, which may be further included in an additional receptacle on the oil pan, in particular on the hot oil chamber.
Insbesondere geschieht dieses, indem die Spiralfeder und die FGL-Feder unmittelbar übereinander angeordnet sind, vorzugsweise kollinear entlang einer gemeinsamen Mittelachse, an welcher diese auch mit einem ersten Ende - dem Innenende - fixiert sein können, und mit einem zweitem Ende - dem Außenende - entweder an dem Schließelement im Falle der FGL-Feder oder an der Ölwanne im Falle der Spiralfeder befestigt sind.In particular, this is done by the coil spring and the FGL spring are arranged directly above one another, preferably collinear along a common central axis, where they can be fixed with a first end - the inner end - and with a second end - the outer end - either are fastened to the closing element in the case of the FGL spring or to the oil pan in the case of the spiral spring.
Bevorzugt ist die Spiralfeder aus einem Flachstahl gebildet und schneckenförmig mit sich kontinuierlich sich vergrößerndem Radius um einen Mittelpunkt gewickelt, wohingegen die FGL-Feder bevorzugt eher aus einem kreisrunden Draht besteht, der aber ebenfalls schneckenförmig mit sich kontinuierlich vergrößerndem Radius um einen Mittelpunkt sich nach außen vergrößert und gebogen ist. Bei einer bevorzugten Ausführungsform weist das Ventil einen Gesamtdurchmesser von 30 bis 50 mm auf, hat also einen Radius von 15 bis 25 mm, mit einer Bauhöhe von lediglich 12 - 15 mm. Durch diese Ausgestaltung können die FGL-Feder und die Spiralfeder gemeinsame übereinander angeordnet werden, z.B. auf der Innenseite der Heiß-Ölwanne und an einem gemeinsamen mittigen Zentrierstift fixiert werden, z.B. mittels eines Schlitzes zum Einsetzen der Spiralfeder und einer Öffnung zur Aufnahme des inneren Endes der FGL-Feder. Die jeweiligen Außenenden der Federn werden bevorzugt in Aufnahmeschlitze eingeschoben, die Stegen oder Vorsprüngen an der Ölwanne bzw. Heißölwanne vorgesehen bzw. gebildet sind.Preferably, the spiral spring is formed of a flat steel and helically wound with a continuously increasing radius around a center, whereas the FGL spring preferably consists more of a circular wire, but also worm-shaped with continuously increasing radius around a center outwardly and bent. In a preferred embodiment, the valve has a total diameter of 30 to 50 mm, so has a radius of 15 to 25 mm, with a height of only 12 - 15 mm. By virtue of this configuration, the FGL spring and the spiral spring can be arranged together one above the other, e.g. on the inside of the hot oil pan and fixed to a common central centering pin, e.g. by means of a slot for inserting the coil spring and an opening for receiving the inner end of the FGL spring. The respective outer ends of the springs are preferably inserted into receiving slots, which are provided or formed webs or projections on the oil pan or hot oil pan.
Bevorzugt weist der Federstahl der FGL-Feder eine Materialstärke von 1-2 mm bei einer Breite von etwa 4 - 5 mm auf. Die FGL-Feder wird innerhalb von Sekunden betätigt, wirkt also schlagartig. Die Federrate und die resultierende Federkraft der Stahlfeder sind an das empirisch ermittelte Arbeitsvermögen der FGL-Feder anzupassen. Der wesentliche Vorteil der erfindungsgemäßen Ausbildung liegt darin, dass das Thermo-Ölwannenventil um bis zu 80 Prozent flacher ausgebildet werden kann als die am Markt befindlichen Thermo-Ventile, also eine wesentlich geringere Bauhöhe aufweist und insofern in andere Bauteile einfacher integriert werden kann. Dieses hat entscheidende Vorteile. Vor allem ist auch kein getrenntes Gehäuse für das Ölwannenventil mehr notwendig, so dass dieses also in die Wände der Ölwanne integriert werden kann.Preferably, the spring steel of the FGL spring has a material thickness of 1-2 mm with a width of about 4-5 mm. The FGL spring is actuated within seconds, so it acts abruptly. The spring rate and the resulting spring force of the steel spring are to be adapted to the empirically determined working capacity of the FGL spring. The essential advantage of the design according to the invention is that the thermal oil sump valve can be made flatter by up to 80 percent than the thermo-valves on the market, ie has a significantly lower overall height and thus can be integrated more easily into other components. This has decisive advantages. Above all, no separate housing for the oil pan valve is more necessary, so that this can thus be integrated into the walls of the oil pan.
In der folgenden ausführlichen Beschreibung wird auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen, die Teil dieser Erfindungsbeschreibung bilden und in denen zur Veranschaulichung spezifische Ausführungsformen gezeigt sind, mit denen die Erfindung ausgeübt werden kann. In dieser Hinsicht wird Richtungsterminologie wie etwa „oben“, „unten“, „vorne“, „hinten“, „vorderes“, „hinteres“, usw. in Bezug auf die Orientierungen der beschriebenen Figur(en) verwendet. Da Komponenten von Ausführungsformen in einer Anzahl verschiedener Orientierung positioniert werden können, dient die Richtungsterminologie zur Veranschaulichung und ist auf keinerlei Weise einschränkend. Es versteht sich, dass andere Ausführungsformen benutzt und strukturelle oder logische Änderungen vorgenommen werden können, ohne von dem Schutzumfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Die folgende ausführliche Beschreibung ist nicht im einschränkenden Sinne aufzufassen.In the following detailed description, reference is made to the accompanying drawings which form a part of this specification and in which is shown by way of illustration specific embodiments with which the invention may be practiced. In this regard, directional terminology such as "top", "bottom", "front", "back", "front", "rear", etc. is used with reference to the orientations of the figure (s) described. Because components of embodiments can be positioned in a number of different orientations, the directional terminology is illustrative and is in no way limiting. It should be understood that other embodiments may be utilized and structural or logical changes may be made without departing from the scope of the present invention. The following detailed description is not to be construed in a limiting sense.
Im Rahmen dieser Beschreibung werden die Begriffe „verbunden“, „angeschlossen“ sowie „integriert“ verwendet zum beschreiben sowohl einer direkten als auch einer indirekten Verbindung, eines direkten oder indirekten Anschlusses sowie einer direkten oder indirekten Integration. In den Figuren werden identische oder ähnliche Elemente mit identischem Bezugszeichen versehen, soweit dieses zweckmäßig ist.As used herein, the terms "connected," "connected," and "integrated" are used to describe both direct and indirect connection, direct or indirect connection, and direct or indirect integration. In the figures, identical or similar elements are provided with identical reference numerals, as far as this is expedient.
Bezugszeichenlinien sind Linien, die das Bezugszeichen mit dem betreffenden Teil verbinden. Ein Pfeil hingegen, der kein Teil berührt, bezieht sich auf eine gesamte Einheit, auf die er gerichtet ist. Die Figuren sind im Übrigen nicht unbedingt maßstäblich. Zur Veranschaulichung von Details können möglichweise bestimmte Bereiche übertrieben groß dargestellt sein. Darüber hinaus können die Zeichnungen plakativ vereinfacht sein und enthalten nicht jedes bei der praktischen Ausführung gegebenenfalls vorhandene Detail. Die Begriffe „oben“ und „unten“ beziehen sich auf die Darstellung in den Figuren. Es zeigen:
-
1 einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Ölwanne; -
2 eine vergrößerte perspektivische Draufsicht der Federn des Ölwannen-Ventils; und -
3 eine Draufsicht auf das Ölwannenventil gemäß1 .
-
1 a longitudinal section through an oil pan according to the invention; -
2 an enlarged perspective top view of the springs of the oil pan valve; and -
3 a plan view of the oil pan valve according to1 ,
Die in der Gesamtheit mit 2 gekennzeichnete Ölwanne umfasst eine kleinere, also mit einem kleineren Fassungsvolumen ausgestattete Heißöl-Kammer
Die Ölwanne
In dem Boden 4a der Heißöl-Kammer
Dieses Thermo-Ölwannenventil
Wird die Grenztemperatur des Schmiermittels in der Heißöl-Kammer
Wird die Grenztemperatur wieder unterschritten, so ist die Federkraft der Stahl-Spiralfeder
Der Gegenstand der vorliegenden Erfindung ergibt sich nicht nur aus dem Gegenstand der einzelnen Patentansprüche, sondern aus der Kombination der einzelnen Patentansprüche untereinander. Alle in den Unterlagen - einschließlich der Zusammenfassung - offenbarten Angaben und Merkmale, insbesondere die in den Zeichnungen dargestellte räumliche Ausbildung werden als erfindungswesentlich beansprucht, soweit sie einzeln oder in Kombination gegenüber dem Stand der Technik neu sind.The subject matter of the present invention results not only from the subject matter of the individual claims, but also from the combination of the individual claims with one another. All information and features disclosed in the documents - including the abstract - in particular the spatial design shown in the drawings are claimed as essential to the invention, as far as they are new individually or in combination with respect to the prior art.
Es versteht sich für den Fachmann, dass die Anmeldung auch das Thermo-Ölwannenventil an sich beansprucht, also ohne die Ölwanne selbst.It is understood by those skilled in the art that the application also claims the thermal oil sump valve itself, without the sump itself.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 22
- Ölwanneoil pan
- 44
- Heißöl-KammerHot oil chamber
- 66
- Thermo-ÖlwannenventilThermo-sump valve
- 6a6a
- Ventilscheibevalve disc
- 6b6b
- Stahl-SpiralfederSteel coil spring
- 6c6c
- FGL-SpiralfederSMA coil spring
- 6d6d
- Öffnungopening
- 6e6e
- Achseaxis
Claims (5)
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE102017103647.4A DE102017103647A1 (en) | 2017-02-22 | 2017-02-22 | Oil sump for an internal combustion engine with a thermo sump valve |
Applications Claiming Priority (1)
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DE102017103647.4A DE102017103647A1 (en) | 2017-02-22 | 2017-02-22 | Oil sump for an internal combustion engine with a thermo sump valve |
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Publication Number | Publication Date |
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DE102017103647A1 true DE102017103647A1 (en) | 2018-08-23 |
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ID=63045839
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DE102017103647.4A Withdrawn DE102017103647A1 (en) | 2017-02-22 | 2017-02-22 | Oil sump for an internal combustion engine with a thermo sump valve |
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-
2017
- 2017-02-22 DE DE102017103647.4A patent/DE102017103647A1/en not_active Withdrawn
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