DE19547493C1 - Verfahren zur Erstbefüllung eines Fluidkreislaufes - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Erstbefüllung eines Fluidkreislaufes einer Brennkraftmaschine gemäß den weiteren im Oberbegriff der Patentansprüche 1 und 4 angegebenen Merkmalen.

Ein gattungsgemäßes Verfahren zur Erstbefüllung eines Fluid­ kreislaufes, z. B. des Ölkreislaufes einer Brennkraftmaschine ist aus der DE 34 31 545 C1 bekannt. Dabei wird das Schmieröl für die Erstbefüllung mittels einer Befüllvorrichtung unter hohem Druck in den Schmierölkreislauf gepreßt. Die Entlüftung erfolgt zwangsweise durch den hohen Druck mit dem das Schmieröl in den Ölkreislauf gepreßt wird, der nicht nur das Sperrventil öffnet, sondern auch dafür sorgt, das die ruft aus allen anderen Ölkanä­ len und Spalten gedrückt wird.

Von Nachteil ist der durch den Einsatz einer speziellen Befüll­ vorrichtung sich ergebende Kosten- und Zeitaufwand. Außerdem können durch den hohen Druck Verunreinigungen leicht in Spalten eingeklemmt werden, die erhöhten Verschleiß verursachen könnten.

Ferner ist aus der DE 33 16 935 ein Verfahren zur Erstbefüllung eines Ölkreislaufes einer Brennkraftmaschine bekannt, bei dem das Schmieröl ebenfalls unter erheblichem Druck in den Ölkreis­ lauf eingebracht wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, daß gattungsgemäße Verfahren derart weiter zu entwickeln, daß die Erstbefüllung von der Fluidpumpe aus mit einem geringen Arbeitsdruck erfolgen kann.

Die Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen der Pa­ tentansprüche 1 und 5 angegebenen Merkmale gelöst.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird erreicht, daß bereits mit Beginn der Erstbefüllung das Sperrventil geöffnet ist, so daß die im Fluidkreislauf vorhandene Luft von Beginn der Erstbe­ füllung an ohne nennenswerte Druckerhöhung aus dem Fluidkreis­ lauf entweichen kann. Hierdurch kann die Erstbefüllung mit einem Einfülldruck des Fluids erfolgen, der max. dem Arbeitsdruck der Fluidförderpumpe entsprechen kann.

Hieraus ergibt sich der weitere Vorteil, daß für die Erstbefül­ lung des Fluidkreislaufes eine an der Brennkraftmaschine be­ triebsmäßig notwendige Fluidförderpumpe verwendet werden kann, so daß auf den Einsatz einer besonderen Fördervorrichtung ver­ zichtet werden kann. So kann bei der Erstbefüllung des Ölkreis­ laufes der Brennkraftmaschine beispielsweise die vorhandene Öl­ förderpumpe verwendet werden.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung gemäß Anspruch 2 wird die Öffnungsstellung am Sperrventil durch ein Abstandsele­ ment erreicht, daß bereits bei der Ventilmontage eingebracht wird und das vom Schmieröl beaufschlagt sich selbsttätig derart vom Ventilsitz des Sperrventiles entfernen kann, daß das Sperr­ ventil nach dem Kontakt mit Schmieröl seine normale ursprüngli­ che Rücklaufsperrfunktion wieder wahrnehmen kann. Dabei kann in vorteilhafter Weise das Abstandselement auch durch die Öltempe­ ratur beeinflußt, z. B. bei einem Abstandselement aus Wachs oder dergl., sich selbsttätig vom Ventilsitz entfernen. Vorteilhaft ist gemäß Anspruch 4 auch, wenn sich das Abstandselement von der Strömung bzw. dem Druck des Schmiermittels beeinflußt, vom Ven­ tilsitz entfernt.

Eine geeignete Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4 besteht darin, daß zwischen Ventil­ körper und Ventilsitz des Sperrventils ein Abstandselement ein­ gesetzt ist, das den Entlüftungsspalt für die Luft bildet. In einer Ausgestaltung der Vorrichtung besteht das Abstandsele­ ment aus einem elastischen Lappen, z. B. aus einem Kunststoff, der außen am Ventilgehäuse bzw. Ventilsitz befestigt ist und zur Bildung des Entlüftungsspaltes so umgebogen wird, das er zwi­ schen den Sitzflächen von Ventilkörper und Ventilgehäuse von der Ventilfeder eingeklemmt ist.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ölkreislauf einer Brennkraftmaschine als ein mög­ liches Ausführungsbeispiel näher erläutert. Dabei zeigt:

Fig. 1 ein Schema eines teilweisen Ölkreislaufes,

Fig. 2 in einer vergrößerten Darstellung und einem teilweisen Schnitt schematisch den zwischen die Sitzflächen des Sperrventils umgelegten Lappen,

Fig. 3 das Sperrventil aus Fig. 2 mit dem Lappen nach der Erst­ befüllung in einer Lage außerhalb des Ventilsitzes.

Bei dem Ölkreislauf der Fig. 1 wird aus einem Ölvorrat 1 einer Brennkraftmaschine 2 über ein Ölsieb 3 von einer Ölförderpumpe 4 Schmieröl angesaugt und über einen Hauptölkanal 5 und weitere Ölkanäle den verschiedenen nicht näher dargestellten Ölver­ brauchsstellen 6 der Brennkraftmaschine 2 wie den Schmierstellen des Kurbeltriebs und des Ventiltriebs unter Druck zugeführt. Von den Ölverbrauchsstellen fließt das Schmieröl in den Ölvorrat 1 zurück. Zwischen der Ölförderpumpe 4 und den Ölverbrauchsstellen 6 ist ein Ölfilter 7 und stromauf von diesem ein Sperrventil 8 eingesetzt. Das Sperrventil 8 ist als ein federbelastetes Rück­ schlagventil ausgebildet, das in Rücklaufrichtung des Schmier­ öles sperrt, jedoch in Förderrichtung der Ölförderpumpe 4 durch den Förderdruck geöffnet wird. Durch das Sperrventil 8 wird da­ mit ein Leerlaufen des Ölfilters 7, der Ölverbrauchsstellen 6 und der Ölkanäle während des Stillstandes der Brennkraftmaschine 2 verhindert.

Das in Fig. 1 schematisch dargestellte Sperrventil 8 umfaßt ge­ mäß den Fig. 2 und 3 ein Ventilgehäuse 9, in dem ein Ventilkör­ per 10 mit seiner Sitzfläche 11 durch eine Ventilfeder 12 gegen eine Sitzfläche 13 am Ventilgehäuse 9 gedrückt wird.

In den Ölkanälen des Ölkreislaufes der Brennkraftmaschine 2 be­ findet sich vor der Erstbefüllung Luft. Sofern das Sperrventil 8 geschlossen ist, verhindert die eingeschlossene Luft, daß die Ölförderpumpe 4 aus dem Ölvorrat 1 Schmieröl ansaugen kann. Erfindungsgemäß wird dieser Nachteil dadurch vermieden, indem das Sperrventil 8 vor, spätestens jedoch mit Beginn der Erstbe­ füllung des Ölkreislaufes mit Schmieröl bereits geöffnet wird. Dadurch ist die Ölförderpumpe 4 in der Lage, die zumindest im Hauptölkanal 5 und im Saugbereich vorhandene Luft über das Sperrventil 8 zu verdrängen, so daß aus dem Ölvorrat 1 Schmieröl angesaugt und in den Hauptölkanal 5 und von dort weiter zu den Verbrauchern 6 gefördert werden kann.

Das Verfahren der Erstbefüllung soll weitgehend selbsttätig und mittels der Ölförderpumpe 4 durchgeführt werden. Um dies zu er­ reichen, wird bereits beim Zusammenbau des Sperrventils 8 bzw. der Montage in die Brennkraftmaschine 2 zwischen die Sitzflächen 11 und 13 ein Abstandselement 14 eingesetzt.

Dieses Abstandselement 14 ist als ein elastischer Lappen 15 aus einem Kunststoffwerkstoff ausgebildet, der am Ventilgehäuse 9 im Bereich des Ventilsitzes 13 angespritzt, angeformt oder auf eine sonstige Weise befestigt ist.

Bei der Erstmontage des Sperrventils (8) wird der außen am Ven­ tilsitz angeordnete Lappen 15 zwischen beide Sitzflächen 11 und 13 geklappt. Dadurch entsteht ein Entlüftungsspalt 16 zwischen den Sitzflächen 11 und 13, über den die Luft aus den Ölkanälen durch die Ölförderpumpe 4 verdrängt wird.

Der Lappen 15 ist von der Länge vorteilhaft so bemessen, das er mit einer Teillänge in den Querschnitt des Hauptölkanals 5 stromauf des Ventilkörpers 10 vorsteht. In diesem Zustand wird das Sperrventil in die Brennkraftmaschine 2 eingebaut.

Nach Einfüllen einer vorgegebenen Schmierölmenge in den Ölvorrat 1 kann die Erstbefüllung des Ölkreislaufes der Brennkraftmaschi­ ne 2 beginnen, in dem die Brennkraftmaschine 2 gestartet wird. Dabei wird zunächst von der Ölförderpumpe 4 Luft aus dem Haup­ tölkanal 5 über den Entlüftungsspalt 16 in den Kurbelraum ver­ drängt. Aus dem Ölvorrat 1 wird von der Ölförderpumpe 4 gleich­ zeitig Schmieröl angesaugt, das Luft vor sich herschiebend in das Sperrventil 8 gelangt. Im Sperrventil 8 wird der Ventilkör­ per 10 durch den Schmieröldruck weiter von der Sitzfläche 13 ab­ gehoben. Gleichzeitig erfaßt das Schmieröl den Lappen 15 und klappt diesen in die in Fig. 3 gezeigte Stellung außerhalb der Sitzflächen 11 und 13. Das Sperrventil 8 kann nun seine normale Funktion als Rücklaufsperre für das Schmieröl wieder wahrnehmen. Wird die Brennkraftmaschine abgestellt, wird der Ventilkörper 10 durch die Ventilfeder 12 gegen die Sitzfläche 13 gepreßt und da­ mit der Ölrücklauf aus dem Schmierölkreis verhindert.

Gemäß dem Ausführungsbeispiel der Fig. 1 bis 3 wird das Abstand­ selement 14 durch die Strömung bzw. den Druck des Schmieröles zu der Umklappbewegung veranlaßt. Im Rahmen der Erfindung ist auch eine andere Art von Abstandselement denkbar, das z. B. durch die Temperatur des Schmieröles beeinflußt, seine Lage oder Zustand ändern kann. Ein derartiges Abstandselement könnte z. B. aus ei­ nem oder mehreren Wachspfropfen zwischen den Sitzflächen beste­ hen, die bei einer entsprechenden Öltemperatur sich auflösen. Generell sind im Rahmen der Erfindung alle solche Abstandsele­ mente denkbar, die einmal zwischen die Sitzflächen eines Sperr­ ventils im Ölkreislauf zur Spaltbildung eingesetzt werden können und die nachfolgend in der Lage sind, den eingestellten Zustand während der Erstbefüllung selbsttätig wieder zu ändern bzw. auf­ zuheben. Die Anwendung des Verfahrens ist auf das Sperrventil im Ölkreislauf nicht begrenzt, sondern grundsätzlich für die mei­ sten Arten von Sperrventilen mit ähnlichen Funktionen geeignet. Denkbar wäre es auch, das Verfahren sowie das Abstandselement zur Entlüftung des Kühlwasserkreislaufes oder anderer Fluid­ kreisläufe zu verwenden.

Claims (6)

1. Verfahren zur Erstbefüllung eines Fluidkreislaufes einer Brennkraftmaschine mit einem Fluid, das von einer Fluidförder­ pumpe in den Fluidkreislauf gefördert wird und mit einem im Fluidkreislauf angeordneten federbelasteten Sperrventil, das zur der Erstbefüllung zumindest zeitweise in eine Öffnungsstellung gebracht wird, insbesondere zur Erstbefüllung des Ölkreislaufes mit Schmieröl, dadurch gekennzeichnet, daß das Sperrventil (8) bereits mit Beginn der Erstbefüllung durch ein Abstandselement (14) in die Öffnungsstellung einge­ stellt ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungsstellung am Sperrventil (8) durch ein Abstandse­ lement (14) eingestellt ist, das nachfolgend unter dem Einfluß des von einer Fluidpumpe geförderten Fluides in eine die Schlie­ ßung des Sperrventils (8) ermöglichenden Zustand gebracht wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Abstandselement (14) von der Fluidtemperatur beeinflußt in den die Schließung des Sperrventils (8) ermöglichenden Zu­ stand gebracht wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Abstandselement (14) von der Strömung des Fluides beein­ flußt in den die Schließung des Sperrventils (8) ermöglichenden Zustand gebracht wird.

5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch ein zwischen der Sitzfläche (11) des Ventilkörpers (10) und der Sitzfläche (13) des Ventil­ gehäuses (9) angeordnetes und bei Beginn der Erstbefüllung einen Entlüftungsspalt (16) bildendes Abstandselement (14).

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Abstandselement (14) als ein am Sperrventil (8) befe­ stigter elastischer Lappen (15) ausgebildet ist.