DE102017105539A1 - oil pan - Google Patents
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Abstract
Um eine Ölwanne, umfassend eine Bodenwand und eine seitliche Außenwand, die sich im montierten Zustand der Ölwanne in der Schwerkraftrichtung von der Bodenwand nach oben erstreckt, und einen Ölspeicherbereich, der in einem Innenraum der Ölwanne angeordnet ist und im Betrieb der Ölwanne bis zu einem Speicherniveau mit Öl gefüllt ist, zu schaffen, welche eine verbesserte Hitze- und Flammenbeständigkeit aufweist, wird vorgeschlagen, dass die Ölwanne einen an die seitliche Außenwand angrenzenden Ölkühlungsbereich, der bis zu einem Kühlniveau mit Öl gefüllt ist, und eine Entkopplungsvorrichtung zum Entkoppeln des Kühlniveaus des Öls in dem Ölkühlungsbereich von dem Speicherniveau des Öls in dem Ölspeicherbereich in einem Kühlzustand der Ölwanne umfasst. To an oil pan, comprising a bottom wall and a lateral outer wall, which extends in the mounted state of the oil pan in the direction of gravity from the bottom wall upwards, and an oil storage area, which is arranged in an interior of the oil pan and in operation of the oil pan to a storage level is provided with oil, which has improved heat and flame resistance, it is proposed that the oil pan has an oil cooling area adjacent to the side outer wall filled with oil up to a cooling level and a decoupling device for decoupling the cooling level of the oil in the oil cooling area from the storage level of the oil in the oil storage area in a cooling state of the oil pan.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Ölwanne, welche eine Bodenwand und eine seitliche Außenwand, die sich im montierten Zustand der Ölwanne in der Schwerkraftrichtung von der Bodenwand nach oben erstreckt, und einen Ölspeicherbereich, der in einem Innenraum der Ölwanne angeordnet ist und im Betrieb der Ölwanne bis zu einem Speicherniveau mit Öl gefüllt ist, umfasst.The present invention relates to an oil pan, which has a bottom wall and a lateral outer wall which extends in the mounted state of the oil pan in the direction of gravity from the bottom wall upwards, and an oil storage area, which is arranged in an interior of the oil pan and during operation of the oil pan to a storage level filled with oil.
Solche Ölwannen sind aus dem Stand der Technik bekannt, dienen zur Aufnahme eines Reservoirs eines Motoröls für einen Verbrennungsmotor und werden an einem Motorblock des Verbrennungsmotors befestigt.Such oil pans are known from the prior art, serve to receive a reservoir of an engine oil for an internal combustion engine and are attached to an engine block of the internal combustion engine.
Bekannte Ölwannen mit einem Grundkörper aus einem Kunststoffmaterial weisen im Vergleich zu Ölwannen aus anderen Materialien, beispielsweise aus Stahlblech oder aus Aluminium, eine geringere Beständigkeit gegen Feuer und große Hitze auf, was durch den niedrigeren Schmelzpunkt des Kunststoffmaterials und dessen geringere Festigkeit bedingt ist.Known oil pans with a base made of a plastic material, in comparison to oil pans of other materials, such as steel or aluminum, lower resistance to fire and high heat, which is due to the lower melting point of the plastic material and its lower strength.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Ölwanne der eingangs genannten Art zu schaffen, welche eine verbesserte Hitze- und Flammenbeständigkeit aufweist.The present invention has for its object to provide an oil pan of the type mentioned, which has an improved heat and flame resistance.
Diese Aufgabe wird bei einer Ölwanne mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1 erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Ölwanne einen an die seitliche Außenwand angrenzenden Ölkühlungsbereich, der bis zu einem Kühlniveau mit Öl gefüllt ist, und eine Entkopplungsvorrichtung zum Entkoppeln des Kühlniveaus des Öls in dem Ölkühlungsbereich von dem Speicherniveau des Öls in dem Ölspeicherbereich in einem Kühlzustand der Ölwanne umfasst.This object is achieved in an oil pan with the features of the preamble of claim 1 according to the invention in that the oil pan an adjacent to the lateral outer wall oil cooling area, which is filled to a cooling level with oil, and a decoupling device for decoupling the cooling level of the oil in the Oil cooling range of the storage level of the oil in the oil storage area in a cooling state of the oil pan comprises.
Vorzugsweise ist mittels der Entkopplungsvorrichtung ein Kühlniveau des Öls in dem Ölkühlungsbereich einstellbar, welches oberhalb des Speicherniveaus des Öls in dem Ölspeicherbereich liegt.Preferably, by means of the decoupling device, a cooling level of the oil in the oil cooling region is adjustable, which is above the storage level of the oil in the oil storage region.
Der vorliegenden Erfindung liegt das Konzept zugrunde, in einem Ölkühlungsbereich des Innenraums der Ölwanne, welcher unmittelbar an die seitliche Außenwand der Ölwanne angrenzt, ein erhöhtes Ölniveau zu erzeugen, so dass ein möglichst großer Anteil der seitlichen Außenwand in Kontakt mit Öl steht, das sich in dem Ölkühlungsbereich befindet.The present invention is based on the concept of producing an increased oil level in an oil cooling region of the interior of the oil sump which directly adjoins the lateral outer wall of the oil sump, so that the largest possible proportion of the lateral outer wall is in contact with oil which is in contact with oil located in the oil cooling area.
Wenn die Ölwanne mit großer Hitze oder mit Flammen beaufschlagt wird, kann die seitliche Außenwand nämlich in den Bereichen, in denen sie mit Öl des Ölkühlungsbereichs in Kontakt steht, Wärme an dieses Öl abgeben, so dass das Öl einen Kühleffekt auf die seitliche Außenwand hat. Das Material der seitlichen Außenwand kann an der dem Ölkühlungsbereich zugewandten Innenseite der Außenwand maximal die Öltemperatur annehmen. Hierdurch behält die Materialstruktur der seitlichen Außenwand eine höhere Reststeifigkeit bei Einwirkung von großer Hitze und/oder bei direktem Flammenkontakt. Das Kollabieren oder Durchbrechen der Außenwand wird dadurch stark verzögert oder ganz verhindert.Namely, when the oil pan is exposed to high heat or flames, the outer side wall may give heat to this oil in the areas where it contacts oil of the oil cooling area, so that the oil has a cooling effect on the outer side wall. The material of the lateral outer wall can assume a maximum of the oil temperature at the inside of the outer wall facing the oil cooling area. As a result, the material structure of the lateral outer wall retains a higher residual rigidity when exposed to high heat and / or direct flame contact. The collapse or breaking of the outer wall is greatly delayed or completely prevented.
Wenn in dieser Beschreibung und in den beigefügten Ansprüchen von Kühlung die Rede ist, ist somit keine aktive Kühlung durch Kälteerzeugung gemeint, sondern eine passive Kühlung durch Abführen von Wärme von der seitlichen Außenwand der Ölwanne.When referring to cooling in this specification and in the appended claims, it does not mean active refrigeration by refrigeration, but passive refrigeration by removing heat from the lateral outer wall of the oil pan.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass insbesondere Ölwannen aus einem Kunststoffmaterial, beispielsweise aus einem Polyamid-Material, bei großer Hitzeeinwirkung, beispielsweise im Fall eines Motorbrandes, gerade dort versagen, wo kein Öl an der Innenseite der seitlichen Außenwand der Ölwanne anliegt. Dort erreicht mangels Kühlung die Oberfläche der Ölwanne ihren Schmelzpunkt, so dass die Außenwand aufschmilzt und/oder durch die Masse des in der Ölwanne enthaltenen Öls aufklafft. Dadurch können Öldämpfe oder flüssiges Öl aus der Ölwanne austreten und den Brand noch beschleunigen.The present invention is based on the finding that in particular oil pans made of a plastic material, for example of a polyamide material, with high heat, for example in the case of engine fire, just fail where no oil rests against the inside of the lateral outer wall of the oil pan. There reaches the lack of cooling, the surface of the oil pan its melting point, so that the outer wall melts and / or aufklafft by the mass of the oil contained in the oil pan. This allows oil or liquid oil to escape from the sump and accelerate the fire.
Aus der
Vorzugsweise ist bei der erfindungsgemäßen Ölwanne vorgesehen, dass der Ölkühlungsbereich sich längs der gesamten seitlichen Außenwand der Ölwanne erstreckt.Preferably, it is provided in the oil pan according to the invention that the oil cooling region extends along the entire lateral outer wall of the oil pan.
Der Ölspeicherbereich der Ölwanne ist vorzugsweise vollständig von dem Ölkühlungsbereich der Ölwanne umgeben.The oil storage area of the oil pan is preferably completely surrounded by the oil cooling area of the oil pan.
Bei einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Kühlniveau des Öls im Ölkühlungsbereich im Kühlzustand der Ölwanne stets oberhalb von 50 %, insbesondere stets oberhalb von 80 %, besonders bevorzugt oberhalb von 90 %, der Höhe der an den Ölkühlungsbereich angrenzenden seitlichen Außenwand liegt.In a preferred embodiment of the invention, it is provided that the cooling level of the oil in the oil cooling area in the cooling state of the oil pan always above 50%, especially always above of 80%, more preferably above 90%, of the height of the lateral outer wall adjacent to the oil cooling area.
Dies kann insbesondere dadurch erreicht werden, dass ein oberer Rand einer Trennwand zwischen dem Ölkühlungsbereich und dem Ölspeicherbereich oberhalb von 50 %, insbesondere oberhalb von 80 %, besonders bevorzugt oberhalb von 90 %, der Höhe der an den Ölkühlungsbereich jeweils angrenzenden seitlichen Außenwand liegt.This can be achieved in particular in that an upper edge of a partition wall between the oil cooling region and the oil storage region is above 50%, in particular above 80%, particularly preferably above 90%, of the height of the lateral outer wall adjacent to the oil cooling region.
Als besonders günstig hat es sich erwiesen, wenn das Kühlniveau des Öls im Ölkühlungsbereich im Kühlzustand der Ölwanne auf der Höhe eines Befestigungsflansches der Ölwanne, mittels welchem die Ölwanne mit einem Motor verbindbar ist, oder um höchstens die Höhe H des Befestigungsflansches (das heißt um dessen Ausdehnung in der Schwerkraftrichtung, im montierten Zustand der Ölwanne) unter einem unteren Rand des Befestigungsflansches liegt.To be particularly favorable, it has been found that the cooling level of the oil in the oil cooling area in the cooling state of the oil pan at the height of a mounting flange of the oil pan, by means of which the oil pan can be connected to a motor, or at most the height H of the mounting flange (that is to its Expansion in the direction of gravity, in the mounted state of the oil pan) is located below a lower edge of the mounting flange.
Die Entkopplungsvorrichtung zum Entkoppeln des Kühlniveaus des Öls in dem Ölkühlungsbereich von dem Speicherniveau des Öls in dem Ölspeicherbereich kann insbesondere eine zwischen dem Ölkühlungsbereich und dem Ölspeicherbereich angeordnete Trennwand umfassen.Specifically, the decoupling device for decoupling the cooling level of the oil in the oil cooling area from the storage level of the oil in the oil storage area may include a partition wall disposed between the oil cooling area and the oil storage area.
Die Trennwand erstreckt sich vorzugsweise von der Bodenwand der Ölwanne in der Schwerkraftrichtung nach oben.The partition preferably extends upwardly from the bottom wall of the oil pan in the direction of gravity.
Eine solche Trennwand kann permanent ölundurchlässig ausgebildet sein.Such a partition may be permanently formed impermeable to oil.
Die Trennwand kann an ihrem oberen Rand einen Überlauf aufweisen, durch welchen Öl aus dem Ölkühlungsbereich in den Ölspeicherbereich gelangen kann.The partition wall can have an overflow at its upper edge, through which oil can pass from the oil cooling area into the oil storage area.
Die Trennwand zwischen dem Ölkühlungsbereich und dem Ölspeicherbereich ist vorzugsweise ringförmig geschlossen ausgebildet.The partition wall between the oil cooling region and the oil storage region is preferably designed to be closed in an annular manner.
Wenn nur eine ölundurchlässige Trennwand mit Überlauf vorhanden ist, kann das in dem Ölkühlungsbereich befindliche Öl aber nur schwach oder gar nicht zirkulieren, da der Ölkühlungsbereich zum Ölspeicherbereich hin seitlich abgeschlossen ist. Das in dem Ölkühlungsbereich befindliche Öl wird daher nur in geringem Umfang ausgetauscht.However, if there is only an oil-impermeable overflowed partition wall, the oil in the oil cooling section may be weak or not circulated since the oil cooling section is laterally closed to the oil storage section. The oil in the oil cooling area is therefore exchanged only to a small extent.
Um einen erhöhten Austausch zwischen dem Öl in dem Ölkühlungsbereich und dem Ölspeicherbereich zu erzielen, kann vorgesehen sein, dass die Ölwanne mindestens eine Ventilvorrichtung zum zeitweisen Freigeben eines Öldurchlasses in der Trennwand in einem Freigabezustand der Ventilvorrichtung umfasst.In order to achieve an increased exchange between the oil in the oil cooling area and the oil storage area, it may be provided that the oil pan comprises at least one valve device for temporarily releasing an oil passage in the partition wall in a release state of the valve device.
Die Ventilvorrichtung kann insbesondere an der dem Ölkühlungsbereich zugewandten Außenseite der Trennwand oder an der dem Ölspeichbereich zugewandten Innenseite der Trennwand angeordnet sein.The valve device may in particular be arranged on the outside of the dividing wall facing the oil cooling region or on the inside of the dividing wall facing the oil-storing region.
Die Ventilvorrichtung kann so ausgebildet sein, dass sie von einer Steuereinrichtung des Motors oder des Kraftfahrzeugs, in welchem die Ölwanne angeordnet ist, in den Freigabezustand überführbar ist, wenn eine vorgegebene Zeit nach der Außerbetriebnahme des Motors verstrichen ist.The valve device may be designed such that it can be converted into the release state by a control device of the engine or of the motor vehicle, in which the oil pan is arranged, when a predetermined time has elapsed after the engine has been taken out of operation.
Alternativ oder ergänzend hierzu kann auch vorgesehen sein, dass die Ventilvorrichtung in Abhängigkeit von einer Temperatur des Öls in der Ölwanne in den Freigabezustand überführbar ist.Alternatively or additionally, it can also be provided that the valve device can be transferred into the release state as a function of a temperature of the oil in the oil sump.
Eine solche Überführbarkeit der Ventilvorrichtung in den Freigabezustand in Abhängigkeit von der Temperatur des Öls, welches in Kontakt mit der Ventilvorrichtung steht, kann besonders einfach dadurch realisiert werden, dass die Ventilvorrichtung ein Bimetallelement umfasst.Such a transferability of the valve device into the release state as a function of the temperature of the oil which is in contact with the valve device can be realized in a particularly simple manner in that the valve device comprises a bimetallic element.
Ein solches Bimetallelement ändert seine Form in Abhängigkeit von der Temperatur.Such a bimetal element changes its shape as a function of the temperature.
Insbesondere kann vorgesehen sein, dass das Bimetallelement bei einer Betriebstemperatur des Öls, welche das Öl im Betrieb des Verbrennungsmotors annimmt, die Form einer im Wesentlichen ebenen Platte annimmt, und das Bimetallelement bei einer niedrigeren Ruhetemperatur, welche das Öl nach einer längeren Betriebspause des Verbrennungsmotors annimmt, eine gekrümmte Form annimmt.In particular, it may be provided that the bimetallic element assumes the shape of a substantially flat plate at an operating temperature of the oil, which assumes the oil during operation of the internal combustion engine, and the bimetallic element at a lower standby temperature, which assumes the oil after a longer period of operation of the internal combustion engine , assumes a curved shape.
Alternativ hierzu kann auch vorgesehen sein, dass das Bimetallelement bei der Ruhetemperatur die Form einer im Wesentlichen ebenen Platte annimmt und bei der Betriebstemperatur eine gekrümmte Form annimmt.Alternatively, it can also be provided that the bimetallic element assumes the form of a substantially flat plate at the rest temperature and assumes a curved shape at the operating temperature.
Das Bimetallelement umfasst vorzugsweise eine erste Schicht aus einem ersten Material und eine zweite Schicht aus einem zweiten Material, wobei der Wärmedehnungskoeffizient des ersten Materials vorzugsweise größer ist als der Wärmedehnungskoeffizient des zweiten Materials, in dem relevanten Temperaturbereich von der Ruhetemperatur bis zu der Betriebstemperatur.The bimetallic element preferably comprises a first layer of a first material and a second layer of a second material, wherein the thermal expansion coefficient of the first material is preferably greater than the coefficient of thermal expansion of the second material, in the relevant temperature range from the rest temperature to the operating temperature.
Das erste Material des Bimetallelements kann beispielsweise Kupfer umfassen und insbesondere als reines Kupfer oder eine Kupferlegierung ausgebildet sein.The first material of the bimetallic element may, for example, comprise copper and in particular be formed as pure copper or a copper alloy.
Das zweite Material kann beispielsweise Eisen umfassen und insbesondere als ein Stahlmaterial, insbesondere als ein Federstahlmaterial, ausgebildet sein. The second material may comprise, for example, iron and in particular be formed as a steel material, in particular as a spring steel material.
Das Bimetallelement kann als ein Ventilkörper dienen, welcher in einem Schließzustand der Ventilvorrichtung an einem Ventilsitz der Ventilvorrichtung anliegt und dadurch den Öldurchlass in der Trennwand verschließt.The bimetallic element may serve as a valve body which abuts a valve seat of the valve device in a closed state of the valve device and thereby closes the oil passage in the partition wall.
Bei einer Temperaturerhöhung verformt sich das Bimetallelement dann so, dass es nicht mehr an dem Ventilsitz anliegt und somit den Öldurchlass in der Trennwand freigibt, damit Öl aus dem Ölkühlungsbereich in den Ölspeicherbereich gelangen kann.When the temperature increases, the bimetal element then deforms so that it no longer rests against the valve seat and thus releases the oil passage in the partition so that oil can pass from the oil cooling area into the oil storage area.
Alternativ oder ergänzend hierzu kann auch vorgesehen sein, dass das Bimetallelement als ein Antriebselement der Ventilvorrichtung ausgebildet ist, welches mit einem Ventilkörper der Ventilvorrichtung so in Wirkverbindung steht, dass das Bimetallelement bei Absinken der Öltemperatur von der Betriebstemperatur auf die Ruhetemperatur eine Bewegung des Ventilkörpers von dem Schließzustand, in welchem der Ventilkörper an dem Ventilsitz der Ventilvorrichtung anliegt und den Öldurchlass in der Trennwand verschließt, in den Freigabezustand, in welchem der Ventilkörper von dem Ventilsitz beabstandet ist und den Öldurchlass in der Trennwand freigibt, antreibt.Alternatively or additionally, it can also be provided that the bimetallic element is designed as a drive element of the valve device, which is in operative connection with a valve body of the valve device, that the bimetallic element on lowering the oil temperature from the operating temperature to the rest temperature, a movement of the valve body of the Closing state in which the valve body abuts the valve seat of the valve device and closes the oil passage in the partition, in the release state in which the valve body is spaced from the valve seat and the oil passage in the partition wall releases, drives.
Dabei kann der Ventilkörper beispielsweise als eine Ventilklappe ausgebildet sein, welche vorzugsweise schwenkbar an dem Ventilsitz und/oder an einem Ventilgehäuse der Ventilvorrichtung gehalten ist.In this case, the valve body may be formed, for example, as a valve flap, which is preferably held pivotably on the valve seat and / or on a valve housing of the valve device.
Während des Betriebes eines mit der Ölwanne verbundenen Motors befindet sich die Ventilvorrichtung vorzugsweise zumindest zeitweise, insbesondere stets, in einem Schließzustand, in welchem die Ventilvorrichtung den Öldurchlass in der Trennwand verschießt. Auf diese Weise ist es möglich, im Betrieb des Motors im Ölkühlungsbereich ein Kühlniveau einzustellen, welches höher liegt als das Speicherniveau des Öls im Ölspeicherbereich.During operation of a motor connected to the oil pan motor, the valve device is preferably at least temporarily, in particular always, in a closed state in which the valve device shoots the oil passage in the partition wall. In this way, it is possible to set a cooling level, which is higher than the storage level of the oil in the oil storage area during operation of the engine in the oil cooling area.
Am oberen Rand der Trennwand zwischen dem Ölkühlungsbereich und dem Ölspeicherbereich ist vorzugsweise ein Überlauf vorgesehen, durch welchen Öl aus dem Ölkühlungsbereich, insbesondere direkt, in den Ölspeicherbereich gelangen kann.At the upper edge of the partition between the oil cooling area and the oil storage area, an overflow is preferably provided, through which oil from the oil cooling area, in particular directly, can get into the oil storage area.
Der Ölkühlungsbereich weist vorzugsweise einen Öleinlass auf, durch welchen von dem Motor in die Ölwanne eintretendes Öl, insbesondere direkt, in den Ölkühlungsbereich gelangt.The oil cooling area preferably has an oil inlet, through which oil entering the oil sump from the engine passes, in particular directly, into the oil cooling area.
Bei einer besonderen Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass im Ölkühlungsbereich eine Strömungsleitvorrichtung vorgesehen ist, welche den Strömungsweg des Öls von dem Öleinlass bis zu einem Ölauslass des Ölkühlungsbereichs, durch welchen Öl aus dem Ölkühlungsbereich in den Ölspeicherbereich gelangen kann, verlängert. Dadurch wird verhindert, dass in den Ölkühlungsbereich eintretendes Öl direkt von dem Öleinlass zu dem Ölauslass des Ölkühlungsbereichs gelangt und von dort in den Ölspeicherbereich austritt. Hierdurch wäre nämlich der größte Anteil des Öls in den Ölkühlungsbereich von einem Fluidaustausch mit dem Ölspeicherbereich ausgeschlossen.In a particular embodiment of the invention it is provided that in the oil cooling region a flow guide is provided, which extends the flow path of the oil from the oil inlet to an oil outlet of the oil cooling region through which oil can pass from the oil cooling area in the oil storage area. This prevents oil entering the oil cooling section from directly entering the oil inlet of the oil cooling section from the oil inlet and exiting therefrom into the oil reservoir section. In this way, the largest proportion of the oil in the oil cooling area would be excluded from a fluid exchange with the oil storage area.
Durch die Strömungsleitvorrichtung wird hingegen bewirkt, dass das in den Ölkühlungsbereich eintretende Öl sich längs des vorzugsweise den ganzen Ölkühlungsbereich erfassenden Strömungswegs von dem Öleinlass bis zu dem Ölauslass entlang bewegt, so dass sukzessive im Wesentlichen das gesamte im Ölkühlungsbereich aufgenommene Öl durch den Ölauslass in den Ölspeicherbereich gelangt und somit im Wesentlichen das gesamte im Ölkühlungsbereich enthaltene Ölvolumen im Laufe der Zeit ausgetauscht wird.By the Strömungsleitvorrichtung, however, causes the entering into the oil cooling area oil along the preferably the entire oil cooling area sensing flow path from the oil inlet to the oil outlet moves along, so that successively substantially all of the oil absorbed in the oil cooling area through the oil outlet in the oil storage area and thus substantially all of the oil contained in the oil cooling area is exchanged over time.
Die Strömungsleitvorrichtung kann insbesondere mindestens ein Strömungsleitelement, beispielsweise in Form einer Strömungsleitwand, umfassen, dass sich von dem Öleinlass in der Schwerkraftrichtung nach unten bis in den Bereich unterhalb von 50 %, insbesondere bis in den Bereich unterhalb von 30 %, der Höhe der an den Ölkühlungsbereich angrenzenden seitlichen Außenwand und/oder bis in den Bereich unterhalb von 50 %, insbesondere bis in den Bereich unterhalb von 30 %, der Höhe der an den Ölkühlungsbereich angrenzenden Trennwand zwischen dem Ölkühlungsbereich und dem Ölspeicherbereich erstreckt.The flow-guiding device can in particular comprise at least one flow-guiding element, for example in the form of a flow-deflecting wall, from the oil inlet in the direction of gravity downwards into the region below 50%, in particular into the region below 30%, the height of the at Oil cooling region adjacent lateral outer wall and / or extends to the range below 50%, in particular to the range below 30%, the height of the adjacent to the oil cooling region partition wall between the oil cooling region and the oil storage area.
Um zu erreichen, dass eine überproportional große Ölmenge dem Ölkühlungsbereich zugeführt wird, so dass das Kühlniveau in dem Ölkühlungsbereich rasch ansteigen kann, kann vorgesehen sein, dass die Ölwanne eine Ölrücklauf-Leitvorrichtung umfasst, welche in die Ölwanne eintretendes Öl zu dem Öleinlass des Ölkühlungsbereichs leitet.In order to achieve that a disproportionately large amount of oil is supplied to the oil cooling area, so that the cooling level in the oil cooling area may increase rapidly, it may be provided that the oil sump comprises an oil return guide which directs oil entering the oil sump to the oil inlet of the oil cooling area ,
Die Ölrücklauf-Leitvorrichtung kann insbesondere einen Trichter umfassen.The oil return guide device may in particular comprise a funnel.
Die Ölrücklauf-Leitvorrichtung erstreckt sich vorzugsweise bis in den Bereich vertikal über dem Ölauslass des Ölkühlungsbereichs (im montierten Zustand der Ölwanne), besonders bevorzugt auch bis in den Bereich vertikal über dem Ölspeicherbereich (im montierten Zustand der Ölwanne).The oil return guide device preferably extends into the region vertically above the oil outlet of the oil cooling region (in the mounted state of the oil pan), more preferably also into the region vertically above the oil storage region (in the mounted state of the oil pan).
Besonders günstig ist es, wenn mindestens 50 %, vorzugsweise mindestens 70 %, besonders bevorzugt mindestens 90 %, der Innenfläche der seitlichen Außenwand der Ölwanne an den Ölkühlungsbereich der Ölwanne angrenzt, zumindest dann, wenn das Kühlniveau des Öls im Ölkühlungsbereich im Kühlzustand der Ölwanne seinen höchsten Stand erreicht. It is particularly advantageous if at least 50%, preferably at least 70%, particularly preferably at least 90%, of the inner surface of the lateral outer wall of the oil pan adjacent to the oil cooling region of the oil pan, at least when the cooling level of the oil in the oil cooling region in the cooling state of the oil pan his reached the highest level.
Der höchste Stand des Kühlniveaus des Öls im Ölkühlungsbereich entspricht dabei vorzugsweise der Höhe des Überlaufs am oberen Rand der Trennwand zwischen dem Ölkühlungsbereich und dem Ölspeicherbereich.The highest level of the cooling level of the oil in the oil cooling area preferably corresponds to the height of the overflow at the upper edge of the dividing wall between the oil cooling area and the oil storage area.
Die vorliegende Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Verhindern eines durch Hitzeeinwirkung bedingten Versagens einer Ölwanne.The present invention further relates to a method for preventing a heat sink failure of an oil pan.
Der vorliegenden Erfindung liegt die weitere Aufgabe zugrunde, ein solches Verfahren zu schaffen, welches insbesondere die Hitze- und Flammenbeständigkeit einer Ölwanne aus einem Kunststoffmaterial verbessert.The present invention has the further object of providing such a method, which improves in particular the heat and flame resistance of an oil pan of a plastic material.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren gelöst, welches Folgendes umfasst:
- - Füllen eines an eine seitliche Außenwand der Ölwanne angrenzenden Ölkühlungsbereichs der Ölwanne mit Öl bis zu einem Kühlniveau; und
- - Entkoppeln des Kühlniveaus von einem Speicherniveau, bis zu welchem ein Ölspeicherbereich der Ölwanne mit Öl gefüllt ist, in einem Kühlzustand der Ölwanne.
- - filling an oil cooling area of the oil sump adjacent to a lateral outer wall of the sump with oil up to a cooling level; and
- Decoupling the cooling level from a storage level to which an oil storage area of the oil pan is filled with oil in a cooling state of the oil pan.
Die vorteilhaften Wirkungen des erfindungsgemäßen Verfahrens und besondere Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind bereits vorstehend im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Ölwanne beziehungsweise mit besonderen Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Ölwanne erläutert worden.The advantageous effects of the method according to the invention and special embodiments of the method according to the invention have already been explained above in connection with the oil sump according to the invention or with special embodiments of the sump according to the invention.
Die erfindungsgemäße Ölwanne eignet sich insbesondere zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Verhindern eines durch Hitzeeinwirkung bedingten Versagens einer Ölwanne.The oil pan according to the invention is particularly suitable for carrying out the method according to the invention for preventing a heat caused by a failure of an oil pan.
Die erfindungsgemäße Ölwanne umfasst vorzugsweise einen einstückig ausgebildeten Grundkörper.The oil pan according to the invention preferably comprises an integrally formed body.
Der Grundkörper umfasst vorzugsweise ein thermoplastisches Kunststoffmaterial, beispielsweise ein Polyamid-Material, insbesondere Polyamid 6.6.The main body preferably comprises a thermoplastic plastic material, for example a polyamide material, in particular polyamide 6.6.
Ferner kann vorgesehen sein, dass der Grundkörper der Ölwanne aus einem glasfaserverstärkten Kunststoffmaterial, insbesondere aus einem glasfaserverstärkten Polyamid-Material, gebildet ist.Furthermore, it can be provided that the main body of the oil pan is formed of a glass fiber reinforced plastic material, in particular of a glass fiber reinforced polyamide material.
Der Grundkörper der Ölwanne kann in einem Spritzgießverfahren, insbesondere in einem Kaskaden-Spritzgießverfahren, hergestellt sein.The base body of the oil sump can be produced in an injection molding process, in particular in a cascade injection molding process.
Eine Ölwanne mit einem Grundkörper aus einem Kunststoffmaterial bietet den Vorteil, dass das Ölspeichervolumen durch seitlich angesetzte Zusatzkammern in einfacher Weise erhöht werden kann.An oil sump with a base made of a plastic material offers the advantage that the oil storage volume can be increased in a simple manner by means of laterally set additional chambers.
Wenn diese Zusatzkammern Bestandteil des Ölkühlungsbereichs der Ölwanne sind, so bietet dies den Vorteil, dass diese Zusatzkammern aufgrund des im Betrieb des Motors erhöhten Kühlniveaus des Öls im Ölkühlungsbereich zu einem hohen Prozentsatz, vorzugsweise vollständig, mit Öl gefüllt sind, so dass das durch die Zusatzkammern bereitgestellte zusätzliche Ölspeichervolumen besonders wirksam ausgenutzt wird.If these additional chambers are part of the oil cooling region of the oil pan, this offers the advantage that these additional chambers are filled with oil to a high percentage, preferably completely, due to the increased cooling level of the oil in the oil cooling region during operation of the engine, so that the through the additional chambers provided additional oil storage volume is used particularly effectively.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung sind Gegenstand der nachfolgenden Beschreibung und der zeichnerischen Darstellung von Ausführungsbeispielen.Further features and advantages of the invention are the subject of the following description and the drawings of exemplary embodiments.
In den Zeichnungen zeigen:
-
1 eine perspektivische Darstellung einer Ölwanne, die einen vorderen tiefen Bereich und einen hinteren flachen Bereich umfasst, wobei der flache Bereich sich in einer Ölwannen-Längsrichtung des Grundkörpers der Ölwanne von dem tiefen Bereich weg erstreckt und wobei im Innenraum der Ölwanne eine Trennwand vorgesehen ist, welche einen Ölkühlungsbereich der Ölwanne von einem Ölspeicherbereich der Ölwanne trennt, mit Blick auf eine im montierten Zustand dem Motorblock zugewandte Oberseite der Ölwanne; -
2 eine weitere perspektivische Darstellung der Ölwanne aus1 mit Blick auf eine im montierten Zustand der Ölwanne dem Motorblock abgewandte Unterseite der Ölwanne; -
3 eine Draufsicht von oben auf die Ölwanne aus den1 und 2 ; -
4 eine Seitenansicht des Grundkörpers der Ölwanne aus den1 bis3 , mit der Blickrichtung in Richtung des Pfeiles 4 in3 ; -
5 eine Vorderansicht der Ölwanne aus den1 bis4 , mit der Blickrichtung inRichtung des Pfeiles 5 in3 ; -
6 eine Ansicht der Ölwanne aus den1 bis 5 von hinten, mit der Blickrichtung inRichtung des Pfeiles 6 in3 ; -
7 einen vertikalen Querschnitt durch die Ölwanne aus den1 bis 6 , längs der Linie 7 - 7 in3 ; -
8 eine perspektivische Darstellung einer zweiten Ausführungsform einer Ölwanne, die eine Trennwand umfasst, welche einen Ölkühlungsbereich von einem Ölspeicherbereich der Ölwanne trennt, und eine Ölrücklauf-Leitvorrichtung umfasst, welche vom Motor in die Ölwanne eintretendes Öl zu einem Öleinlass des Ölkühlungsbereichs lenkt, mit Blick auf eine im montierten Zustand dem Motorblock zugewandte Oberseite der Ölwanne; -
9 eine Draufsicht auf die Ölwanne aus8 von oben; -
10 eine Seitenansicht der Ölwanne aus den8 und9 , mit der Blickrichtung inRichtung des Pfeiles 10 in9 ; -
11 eine Vorderansicht der Ölwanne aus den8 bis 10 , mit der Blickrichtung inRichtung des Pfeiles 11 in9 ; -
12 eine Ansicht der Ölwanne aus den8 bis 11 von hinten, mit der Blickrichtung inRichtung des Pfeiles 12 in9 ; -
13 einen vertikalen Querschnitt durch die Ölwanne aus den8 bis 12 , längs der Linie 13 - 13 in9 ; -
14 einen vertikalen Schnitt durch die Ölwanne aus den8 bis 13 , längs der Linie 14 - 14 in9 ; -
15 eine perspektivische Darstellung einer ersten Ausführungsform einer Ventilvorrichtung zum zeitweisen Freigeben eines Öldurchlasses in einer Trennwand einer Ölwanne zwischen einem Ölkühlungsbereich und einem Ölspeicherbereich der Ölwanne, wobei die Ventilvorrichtung ein Bimetallelement als Ventilkörper zum Verschließen des Öldurchlasses umfasst und sich in einem Schließzustand befindet, mit Blick auf eine Vorderseite der Ventilvorrichtung; -
16 eine der15 entsprechende perspektivische Darstellung der Ventilvorrichtung, jedoch ohne das den Öldurchlass verschließende Bimetallelement; -
17 eine Draufsicht auf eine dem Öldurchlass zugewandte Rückseite des Bimetallelements; -
18 eine weitere perspektivische Darstellung der Ventilvorrichtung aus den15 bis17 , mit Blick auf eine Rückseite der Ventilvorrichtung; -
19 eine Vorderansicht der Ventilvorrichtung aus den15 bis18 ; -
20 eine der 19 entsprechende Vorderansicht der Ventilvorrichtung aus den15 bis 19 , jedoch ohne das den Öldurchlass verschließende Bimetallelement; -
21 eine Seitenansicht der Ventilvorrichtung aus den15 bis 19 , mit der Blickrichtung inRichtung des Pfeiles 21 in19 ; -
22 eine Ansicht der Ventilvorrichtung aus den15 bis 21 von hinten, mit der Blickrichtung inRichtung des Pfeiles 22 in21 ; -
23 einen vertikalen Längsschnitt durch die Ventilvorrichtung aus den15 bis 22 , längs der Linie 23 - 23 in19 ; -
24 eine perspektivische Darstellung einer zweiten Ausführungsform einer Ventilvorrichtung zum zeitweisen Freigeben eines Öldurchlasses in der Trennwand zwischen dem Ölkühlungsbereich und dem Ölspeicherbereich einer Ölwanne in einem Freigabezustand der Ventilvorrichtung, wobei die Ventilvorrichtung eine schwenkbar gehaltene Ventilklappe und ein Bimetallelement zum Antreiben einer Bewegung der Ventilklappe von dem Freigabezustand in einen Schließzustand umfasst, mit Blick auf eine Vorderseite der Ventilvorrichtung; -
25 eine weitere perspektivische Darstellung der Ventilvorrichtung aus24 , mit Blick auf eine Rückseite der Ventilvorrichtung; -
26 eine weitere perspektivische Darstellung der Ventilvorrichtung aus den24 und25 , mit Blick auf die Vorderseite der Ventilvorrichtung, jedoch ohne die Ventilklappe zum Verschließen eines Öldurchlasses der Ventilvorrichtung; -
27 eine perspektivische Darstellung der schwenkbar gehaltenen Ventilklappe, des Bimetallelements und eines Distanzelements der Ventilvorrichtung aus den24 bis26 ; -
28 eine Vorderansicht der Ventilvorrichtung aus den24 bis27 ; -
29 eine Seitenansicht der Ventilvorrichtung aus den24 bis 28 , mit der Blickrichtung inRichtung des Pfeiles 29 in28 ; -
30 einen vertikalen Längsschnitt durch die Ventilvorrichtung aus den24 bis 29 , längs der Linie 30 - 30 in28 ; -
31 eine Draufsicht auf die Ventilvorrichtung aus den24 bis 30 von hinten, mit der Blickrichtung inRichtung des Pfeiles 31 in29 ; und -
32 einen horizontalen Querschnitt durch die Ventilvorrichtung aus den24 bis 31 , längs der Linie 32 - 32 in28 .
-
1 a perspective view of an oil pan, which includes a front deep area and a rear flat area, the flat area extending in an oil pan longitudinal direction of the main body of the oil pan from the deep area and wherein in the interior of the oil pan, a partition wall is provided, which separating an oil cooling area of the oil pan from an oil storage area of the oil pan, facing an upper side of the oil pan facing the engine block when assembled; -
2 another perspective view of the oil pan1 overlooking an underside of the oil sump facing away from the engine block when the sump is mounted; -
3 a top view of the sump from above1 and2 ; -
4 a side view of the main body of the oil pan from the1 to3 , looking in the direction of arrow 4 in3 ; -
5 a front view of the oil pan from the1 to4 , looking in the direction ofarrow 5 in3 ; -
6 a view of the oil pan from the1 to5 from the rear, looking in the direction of thearrow 6 in3 ; -
7 a vertical cross section through the oil pan from the1 to6 , along the line 7 - 7 in3 ; -
8th 3 is a perspective view of a second embodiment of an oil pan that includes a partition that separates an oil cooling area from an oil storage area of the oil pan, and an oil return guide that directs oil entering the oil pan from the engine to an oil inlet of the oil cooling area, looking at a in the mounted state, the engine block facing top of the oil pan; -
9 a plan view of the oil pan8th from above; -
10 a side view of the oil pan from the8th and9 , looking in the direction of thearrow 10 in9 ; -
11 a front view of the oil pan from the8th to10 , looking in the direction ofarrow 11 in9 ; -
12 a view of the oil pan from the8th to11 from the rear, looking in the direction of thearrow 12 in9 ; -
13 a vertical cross section through the oil pan from the8th to12 , along the line 13 - 13 in9 ; -
14 a vertical section through the sump from the8th to13 , along the line 14 - 14 in9 ; -
15 a perspective view of a first embodiment of a valve device for temporarily releasing an oil passage in a partition wall of an oil pan between an oil cooling area and an oil storage area of the oil pan, wherein the valve device comprises a bimetallic element as a valve body for closing the oil passage and is in a closed state, facing a Front of the valve device; -
16 one of the15 corresponding perspective view of the valve device, but without the bimetallic element closing the oil passage; -
17 a plan view of the oil passage facing the back of the bimetallic element; -
18 a further perspective view of the valve device of the15 to17 facing a rear of the valve device; -
19 a front view of the valve device of the15 to18 ; -
20 one of the19 corresponding front view of the valve device from the15 to19 but without the bimetallic element closing off the oil passage; -
21 a side view of the valve device of the15 to19 , looking in the direction ofarrow 21 in19 ; -
22 a view of the valve device of the15 to21 from the rear, looking in the direction of thearrow 22 in21 ; -
23 a vertical longitudinal section through the valve device of the15 to22 , along the line 23 - 23 in19 ; -
24 a perspective view of a second embodiment of a valve device for temporarily releasing an oil passage in the partition wall between the oil cooling area and the oil storage area of an oil pan in a release state of the valve device, wherein the valve device comprises a pivotally supported valve flap and a bimetallic element for driving a movement of the valve flap from the release state in a closed state, facing a front side of the valve device; -
25 another perspective view of the valve device24 facing a rear of the valve device; -
26 a further perspective view of the valve device of the24 and25 facing the front of the valve device but without the valve flap for closing an oil passage of the valve device; -
27 a perspective view of the pivotally held valve flap, the bimetallic element and a spacer element of the valve device of the24 to26 ; -
28 a front view of the valve device of the24 to27 ; -
29 a side view of the valve device of the24 to28 , looking in the direction ofarrow 29 in28 ; -
30 a vertical longitudinal section through the valve device of the24 to29 , along the line 30 - 30 in28 ; -
31 a plan view of the valve device of the24 to30 from the rear, looking in the direction of thearrow 31 in29 ; and -
32 a horizontal cross section through the valve device of the24 to31 , along the line 32 - 32 in28 ,
Gleiche oder funktional äquivalente Elemente sind in allen Figuren mit denselben Bezugszeichen bezeichnet. Identical or functionally equivalent elements are denoted by the same reference numerals in all figures.
Eine in den
Der flache Bereich
Der Boden
Der vordere tiefe Bereich
Um den oberen Rand des tiefen Bereichs
Der Befestigungsflansch
Um den Grundkörper
Die Verrippung
Die Querrippen
Ferner kann die Verrippung
Die Längsrippen
Die Vorderwand
Im Innenraum
Diese Trennwand
Die Trennwand
Der Ölkühlungsbereich
Die Trennwand
In der Umfangsrichtung der Trennwand
Der Befestigungsflansch
Der im Betrieb des Verbrennungsmotors in die Ölwanne
Ferner sind die (nicht dargestellten) Ölrücklaufkanäle des Motorblocks vorzugsweise so an dem Motorblock angeordnet, dass das aus diesen Ölrücklaufkanälen austretende Öl durch den Außenbereich
Durch diesen Zustrom von aus dem Verbrennungsmotor in die Ölwanne
Der Ölkühlungsbereich
Aus dem Ölspeicherbereich
Der Ölspeicherbereich
Da die Trennwand
Insbesondere wird durch die Entkopplungsvorrichtung
Besonders bevorzugt liegt das Kühlniveau
Hierdurch wird erreicht, dass bei der Ölwanne
Hierdurch behält die Struktur der seitlichen Außenwand
Die Trennwand
Der Grundkörper
Ferner ist vorzugsweise vorgesehen, dass der Grundkörper
Der Grundkörper
Wie am besten aus
Bei der in den
Eine in den
Diese Strömungsleitvorrichtung
Wie am besten aus
Durch das Vorhandensein der Strömungsleitwand
Nach diesem Siphon-Prinzip wird somit das durch den Öleinlass
Bei dieser zweiten Ausführungsform umfasst die Ölwanne
Diese Ölrücklauf-Leitvorrichtung
Vorzugsweise überdeckt die Ölrücklauf-Leitvorrichtung
Der Neigungswinkel α gegenüber der Schwerkraftrichtung
Die der Trennwand
Hierdurch wird erreicht, dass mehr Öl durch den Öleinlass
Wie am besten aus den
Dabei ist ein äußerer Rand
Die Strömungsleitvorrichtung
Die Strömungsleitvorrichtung
Die Ölleitvorrichtung
Ferner ist vorzugsweise vorgesehen, dass die Ölleitvorrichtung
Die Ölleitvorrichtung
Die Ölleitvorrichtung
Nach der Herstellung kann die Ölleitvorrichtung
Die Ölleitvorrichtung
Die lösbare Festlegung der Ölleitvorrichtung
Alternativ hierzu ist es aber auch möglich, die Ölleitvorrichtung
Im Übrigen stimmt die in den
Eine andere Möglichkeit zur Erzielung eines Ölaustausches zwischen dem Ölkühlungsbereich 148 und dem Ölspeicherbereich
Ein erstes Ausführungsbeispiel einer solchen Ventilvorrichtung
Diese Ventilvorrichtung
Der Sockel
Zum Verschließen des Öldurchtrittskanals
Das Bimetallelement
Vorzugsweise weist das erste Material in dem Temperaturbereich von der Ruhetemperatur des Öls während langer Betriebspausen des Verbrennungsmotors und der Betriebstemperatur des Öls bei fortdauerndem Betrieb des Verbrennungsmotors einen höheren Wärmedehnungskoeffizienten auf als das zweite Material.Preferably, the first material has a higher coefficient of thermal expansion than the second material in the temperature range from the quiescent temperature of the oil during long operating pauses of the internal combustion engine and the operating temperature of the oil with continued operation of the internal combustion engine.
Das erste Material und/oder das zweite Material ist vorzugsweise ein metallisches Material.The first material and / or the second material is preferably a metallic material.
Beispielsweise kann als erstes Material ein kupferhaltiges Material, beispielsweise reines Kupfer oder eine Kupferlegierung, verwendet werden.For example, as the first material, a copper-containing material, for example, pure copper or a copper alloy may be used.
Als zweites Material kann beispielsweise ein eisenhaltiges Material, insbesondere ein Stahlmaterial, beispielweise ein Federstahlmaterial, insbesondere der Werkstoff 1.4310 oder Werkstoff 1.4301 nach DIN EN 10151, verwendet werden.As a second material, for example, an iron-containing material, in particular a steel material, for example a spring steel material, in particular the material 1.4310 or material 1.4301 according to DIN EN 10151, can be used.
Diese Innenseite
Alternativ hierzu kann auch vorgesehen sein, dass die Innenseite
Das Dichtelement
Der Dichtwulst
Der Dichtwulst
Der Ventilsitz
Statt eines Dichtwulstes
Um den Ventilkörper
Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Halteelemente
Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass die Halteelemente
Die Ventilvorrichtung
Die Ventilvorrichtung
Die Ventilvorrichtung
Das Bimetallelement
Hierdurch wird die Fluidverbindung zwischen dem Ölkühlungsbereich
Wenn die Öltemperatur nach einer gewissen Zeit des Stillstands des Verbrennungsmotors absinkt, schrumpft die Schicht
Hierdurch wird die Ventilvorrichtung
Wenn der Verbrennungsmotor erneut gestartet wird, wird eine gewisse Anlaufzeit benötigt, bis die Öltemperatur ausreichend angestiegen ist, um das Bimetallelement 212 wieder in die im Wesentlichen ebene Form zu überführen, in welcher es den Öldurchtrittskanal
Die Ventilvorrichtung
Wenn der Ölkühlungsbereich
Vorzugsweise sind für jeden Ölkühlungsbereich
Eine solche Ventilvorrichtung
Ein in den
Auch dieses Ausführungsbeispiel einer Ventilvorrichtung
Dabei ist bei dieser Ausführungsform der Ventilvorrichtung
Die Ventilvorrichtung
Ein Öldurchtrittskanal
Der den Öldurchtrittskanal
Die Schwenkwellenaufnahmen
Der Ventilgehäusedeckel
Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass der Ventilgehäusedeckel
Der Ventilkörper
Der Dichtwulst
Der Dichtwulst
Für einen solchen Angieß- oder Anspritzvorgang kann der Basiskörper
Ferner umfasst der Ventilkörper
Das Bimetallelement
Das Bimetallelement
Das Bimetallelement ist so ausgebildet, dass es in dem insbesondere in
Der Ventilkörper
Wenn sich die Ventilvorrichtung
Wenn nach Inbetriebnahme des Verbrennungsmotors die Öltemperatur ansteigt, wird das Bimetallelement
Aufgrund der Wirkung der Schwerkraft auf den um die horizontale Schwenkachse 242 schwenkbar gehaltenen Ventilkörper
Damit ist die Ventilvorrichtung
Wird der Verbrennungsmotor längere Zeit außer Betrieb genommen, kühlt sich das Öl wieder ab, wodurch das Bimetallelement
Im Übrigen stimmt die in den
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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