DE19914607C2 - Ölwanne - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Ölwanne aus Kunststoff für Fahrzeugmotoren und -getriebe, insbesondere für Automatikge­ triebe, mit

• - einem Wannenboden,
• - einer umlaufenden Seitenwand,
• - einer umlaufenden Erhebung, die auf der Innenseite des Wannenbodens angeordnet ist, und
• - Mitteln zum Aufnehmen von Außenkräften, die auf der Außenseite mindestens des Wannenbodens angeordnet sind.

Eine derartige Ölwanne ist aus der DE 197 35 445 A1 bekannt. Die umlaufende Erhebung dient als Auflager für ein flächiges Filterelement, welches von einer aufgesetzten Halbschale gegen die Erhebung verspannt wird. Auf diese Weise besteht die Möglichkeit, ein komplettes Ölfilter, wel­ ches an eine Ölpumpe angeschlossen ist, in die Ölwanne zu integrieren. Das Filterelement ist so ausgelegt, daß seine Standzeit der Lebensdauer des zugeordneten Motors oder Getriebes entspricht.

In aller Regel ist die Ölwanne der Fahrbahn direkt zuge­ wandt. Sie muß dort erheblichen Außenbelastungen, hervorge­ rufen durch Steinschlag, standhalten.

Die bekannte Ölwanne ist mit Rippen versehen, die diese Außenbelastungen aufnehmen sollen. Es wurde gefunden, daß diesbezüglich ein Bedarf an Verbesserung existiert.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Ölwanne zu schaffen, die besser in der Lage ist, Außenkräfte aufzunehmen.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß vorgesehen,

• - daß die Mittel zum Aufnehmen von Außenkräften Stege aufweisen, die zusätzlich zu den an sich bekannten Rippen auf der Außenseite mindestens des Wannenbodens angeordnet sind,
• - daß die Stege mindestens soweit wie die Rippen vorspringen und eine höhere Steifigkeit als die Rippen auf­ weisen,
• - daß die Stege im Bereich der Seitenwand angeordnet sind,
• - daß die Stege und die Rippen in Fahrtrichtung des Fahrzeugs ausgerichtet sind und
• - daß die Stege eine gemeinsame Standfläche bilden.

Zwar beschreibt die US 5,662,080 eine Ölwanne, die mit einem Netzwerk von angeformten Versteifungselementen verse­ hen ist, jedoch kann diese Ölwanne nicht als Standfläche für das gesammte Aggregat dienen. Auch sind die sich kreuzenden Versteifungselemente nicht dazu geeignet, den durch Stein­ schlag hervorgerufenen Außenbelastungen standzuhalten.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß eine optimal gestaltete Ölwanne in der Lage sein muß, sowohl dynamischen als auch statischen Belastungen standzuhalten, wobei die dynamischen Belastungen vorwiegend durch Stein­ schlag hervorgerufen werden, während die statischen Bela­ stungen bei der Montage durch das Gewicht des aufliegenden Motors oder Getriebes entstehen, wenn nämlich der aus Ölwanne und Aggregat bestehende Block auf der Ölwanne ruht und gegebenenfalls sogar verschoben wird.

Zur Aufnahme der statischen Belastungen dienen bei der erfindungsgemäßen Ölwanne die Stege mit ihrer hohen Steifig­ keit. Die Rippen hingegen schützen die Ölwanne vor Stein­ schlag. Insoweit üben sie dieselbe Funktion wie die bekann­ ten Rippen aus, allerdings in verbessertem Maße, da nämlich die Rippen der erfindungsgemäßen Ölwanne eine verminderte Steifigkeit aufweisen.

Es wurde gefunden, daß dieses Merkmal von wesentlicher Bedeutung ist. Die verminderte Steifigkeit der Rippen bewirkt nämlich, daß die Energie der auftreffenden Steine nur in geringem Umfang in den Boden der Ölwanne eingeleitet wird. Der Hauptteil der Energie wird durch elastische Ver­ formung der Rippen abgebaut. Die Rippen sind in Fahrtrich­ tung des Fahrzeugs ausgerichtet. Trifft ein Stein auf den Boden der Ölwanne, so schiebt er sich in den Zwischenraum zwischen zwei benachbarten Rippen, drückt diese auseinander und wandert gleichzeitig in Rippenlängsrichtung, wobei die Verformung der Rippen mitwandert, während die Rippen hinter dem Stein in ihre ursprüngliche Form zurückkehren.

Als Folge wird, wie erwähnt, der Wannenboden von übermä­ ßigen Belastungen freigehalten. Dies ist deshalb von aus­ schlaggebender Bedeutung, weil das flächige Filterelement in optimaler Weise geschützt wird. Da ein Austausch des Filter­ elementes nicht vorgesehen ist, würden Risse im Filterele­ ment, wie sie bei einer übermäßigen Verformung des Wannenbo­ dens möglich sind, zwangsläufig dazu führen, daß die gesamte Ölwanne ausgetauscht werden müßte. Durch die Konstruktion nach der Erfindung ist diese Gefahr gebannt.

Wie erwähnt, dienen die steiferen Stege zur Aufnahme der statischen Belastungen bei der Montage. Sie stehen vorzugs­ weise weiter als die Rippen vor, um letztere, da empfindli­ cher ausgebildet, gegen mechanische Belastungen zu schützen, wie sie insbesondere dann auftreten, wenn die Ölwanne samt Motor oder Getriebe über den Boden gezogen wird. Ferner ist es vorteilhaft, die Stege parallel zu den Rippen auszurich­ ten.

Die Stege können aus demselben Material wie die Rippen bestehen. Man wird sie dann breiter als die Rippen ausbil­ den. Ferner besteht die Möglichkeit, für die Stege und die Rippen unterschiedlich steife Materialien zu verwenden.

Besonders vorteilhaft ist es, die gesamte Ölwanne ein­ teilig auszubilden, wofür sich das Spritzgießverfahren anbietet. Als Material wird ein thermoplastischer Kunstoff verwendet, insbesondere ein Polyamid, und zwar vorzugsweise ein solches mit Glasfaserverstärkung. Die unterschiedliche Steifigkeit der Rippen und Stege wird man hierbei durch die Wahl der Materialstärke einstellen. Polyamid ist temperaturfest, ölbeständig und hart. Aufgrund der tragfähigen Stege kann man mit relativ dünnwandigen Rippen arbeiten.

Die Verarbeitung des faserverstärkten Polyamids ist gleichermaßen im Preßverfahren möglich, und zwar vorzugs­ weise im Strangablageverfahren. Dabei können Stränge mit unterschiedlichem Gehalt an Verstärkungsfasern miteinander kombiniert werden. Dies widerum läßt unterschiedliche Stei­ figkeiten der Stege und Rippen zu.

Ohne weiteres besteht auch die Möglichkeit, die Ölwanne mit Rippen und Stegen aus unterschiedlichen Materialien zu bestücken.

Die Befestigkeit der Ölwanne am zugehörigen Motor oder Getriebe erfolgt über die Seitenwand der Ölwanne, wobei diese in der Regel mit einem umlaufenden Flansch versehen ist. Dabei wird vorgeschlagen, die Stege im Bereich der Seitenwand anzuordnen und vorzugsweise als Fortsetzung der Seitenwand auszubilden. Die von den Stegen aufgenommenen Auflagerkräfte können somit in festigkeitstechnisch günstiger Weise über die Seitenwand abgeleitet werden. Allerdings kann man die Stege auch parallel zur Seitenwand direkt an den Flansch oder im Abstand zur Seitenwand an den Wannenboden anschließen. Sie sollten allerdings die Kräfte in günstiger Weise weiterleiten.

In wesentlicher Weiterbildung der Erfindung wird eine Alternative vorgeschlagen, nach der die Mittel zum Aufnehmen von Außenkräften Stege aufweisen, zwischen denen eine Beschichtung aus elastischem Material angeordnet ist. Man verwendet unter diesen Umständen für den Grundkörper der Ölwanne kein Polyamid, da sich dieses mit weiteren Materia­ lien nicht verbinden läßt, sondern vielmehr ein Polyprop­ ylen, welches durch lange Verstärkungsfasern (4-12 mm, vor­ zugsweise 6-8 mm) eine erhöhte und damit ausreichende Tempe­ raturfestigkeit erhält. Polypropylen läßt sich problemlos mit thermoplastischen Elastomeren verbinden. Thermoplasti­ sche Elastomere bieten den großen Vorteil, daß sich ihre Festigkeits- und Elastizitätseigenschaften praktisch stufenlos einstellen lassen. Sie eignen sich also überraschend gut als steinschlagabweisende Beschichtung des Wannenbodens zwi­ schen den Auflager-Stegen. Letztere widerum bestehen aus Polypropylen und sind einteilig mit dem Grundkörper der Öl­ wanne verbunden.

Wie oben bereits erläutert, dient die auf der Innenseite des Wannenbodens umlaufende Erhebung als Auflager für das flächige Filterelement. Vorzugsweise wird man die Ausbildung so treffen, daß ein Abschnitt der Erhebung von einer Stufe in der Seitenwand der Ölwanne gebildet wird. Auf jeden Fall bildet die Erhebung ein Auflager in ein und derselben Ebene. In wesentlicher Weiterbildung der Erfindung wird vorgeschla­ gen, daß die Erhebung eine Vertiefung des Wannenbodens durchquert und an der Stelle der Vertiefung eine Öldurch­ laßöffnung aufweist, wobei die die Öldurchlaßöffnung über­ querende Brücke der Erhebung durch Pfeiler mit dem Wannenbo­ den verbunden ist. Die Vertiefung des Wannenbodens stellt sicher, daß sich die Öldurchlaßöffnung am tiefsten Punkt der Ölwanne befindet und daher immer unterhalb des Ölpegels liegt. Ein Eindringen von Luft wird also zuverlässig verhin­ dert. Gleichzeitig bilden die Pfeiler eine Stabilisierung der Erhebung, die am Orte der Öldurchlaßöffnung eine im übrigen freitragende Brücke darstellt. Auf die Empfindlich­ keit des flächigen Filterelements wurde oben bereits hinge­ wiesen. Die über die Pfeiler abgestützte Brücke stellt eine festigkeitstechnisch optimale Abschirmung des Filterelements gegen Außenbelastungen dar.

In der Regel wird man die Vertiefung im Wannenboden so tief wie möglich gestalten. Dabei wählt man vorzugsweise eine im Querschnitt keilförmige Kontur, die auf der Außen­ seite des Wannenbodens mit ihrer Keilspitze, welche sich am Orte der innen verlaufenden Erhebung befindet, auf der Höhe der Rippen liegt, sofern es sich um eine Ölwanne mit Rippen handelt.

Die Erfindung wird im folgenden anhand bevorzugter Aus­ führungsbeispiele im Zusammenhang mit der beiliegenden Zeichnung näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 einen Teil-Längsschnitt durch eine Ölwanne nach einer ersten Ausführungsform,

Fig. 2 einen Schnitt entlang der Linie II-II in Fig. 1 und

Fig. 3 einen Schnitt entsprechend Fig. 2 durch eine zweite Ausführungsform.

Die Ölwanne nach den Fig. 1 und 2 weist einen Wannenbo­ den 1 auf, der mit einer umlaufenden Seitenwand 2 verbunden ist. Ferner trägt der Wannenboden 1 eine umlaufende Erhebung 3, die am linken Rand in Fig. 1 von einer Stufe 4 der Sei­ tenwand 2 gebildet wird, im übrigen aber die Form einer Wand besitzt.

Die umlaufende Erhebung 3 dient als Auflager für ein flächiges Filterelement, welches von einer oberen Halbschale gegen die Erhebung 3 verspannt wird. Die obere Halbschale ist an eine Ölpumpe angeschlossen. Auf diese Weise ist das Ölfilter in die Ölwanne integriert.

Auf seine Unterseite trägt der Wannenboden 1 eine Mehr­ zahl von Rippen 5, die in Fahrtrichtung ausgerichtet sind. Sie schützen den Wannenboden vor Steinschlag. Dies ist im Hinblick darauf von Bedeutung, daß Risse im Filterelement vermieden werden müssen. Ein Austausch des Filterelementes ist nämlich nicht vorgesehen.

Auftreffende Steine dringen in die Zwischenräume zwi­ schen den Rippen ein und legen dort eine Wegstrecke in Rip­ penlängsrichtung zurück, wobei es zu einer elastischen Ver­ formung der Rippen kommt. Dadurch wird die Aufschlagenergie ohne Gefährdung des Filterelements abgebaut.

Außerdem ist die Unterseite des Wannenbodens 1 mit Ste­ gen 6 versehen, die die Ölwanne samt Motor bzw. Getriebe während der Montage abstützen. Auch kann die gesamte Bau­ gruppe auf den Stegen 6 auch hin und her geschoben werden.

Während die Rippen 5 zur Aufnahme dynamischer Belastun­ gen vorgesehen sind, dienen die Stege 6 dazu, vorwiegend statische Belastungen zu tragen. Hierzu sind die Stege 6 steifer ausgelegt als die Rippen 5. Die unterschiedliche Steifigkeit wird im vorliegenden Fall dadurch erzielt, daß die Rippen 5 eine geringere Wandstärke als die Stege 6 auf­ weisen, siehe Fig. 2. Ferner zeigt Fig. 2, daß die Stege 6, die im übrigen parallel zu den Rippen 5 verlaufen, Fortset­ zungen der umlaufenden Seitenwand 2 bilden. Die Stützkräfte werden also von den Stegen 6 direkt in die Seitenwand 2 ein­ geleitet, also in denjenigen Bereich, in welchem die Ölwanne am zugehörigen Motor oder Getriebe befestigt ist.

Der Wannenboden 1 nach den Fig. 1 und 2 weist eine Ver­ tiefung 7 auf, die den tiefsten Punkt des Ölsumpfs dar­ stellt. Die Vertiefung 7 wird von der Erhebung 3 durchquert, wobei letztere an dieser Stelle eine Öldurchlaßöffnung 8 aufweist. Die Öldurchlaßöffnung 8 ist also immer überspült, so daß die Ölpumpe keine Luft ansaugen kann.

Oberhalb der Öldurchlaßöffnung 8 bildet die Erhebung 3 eine Brücke 9, die sich, wie aus Fig. 2 ersichtlich, über Pfeiler 10 auf dem Wannenboden 1, nämlich in der Vertiefung 7, abstützt. Dies stabilisiert das Auflager für das flächige Filterelement.

Während die Ölwanne nach den Fig. 1 und 2 als einteili­ ges Spritzgußteil aus Polyamid ausgebildet ist, besteht die Ölwanne nach Fig. 3 aus Polypropylen, wobei der Wannenboden 1 auf seiner Unterseite eine Beschichtung 11 aus einem ther­ moplastischem Elastomer trägt. Die Beschichtung 11 besitzt eine ausreichende Elastizität, um die Aufschlagenergie von Steinschlag ohne Gefährdung des flächigen Filterelements zu absorbieren. Die statischen Kräfte werden auch hier von den Stegen 6 aufgenommen.

Im Rahmen der Erfindung sind durchaus Abwandlungsmög­ lichkeiten gegeben. So können, abweichend von den Fig. 1 und 2, die Rippen 5 und die Stege 6 aus unterschiedlichen Mate­ rialien bestehen, allerdings mit der Maßgabe, daß die Stei­ figkeit der Stege 6 größer als die der Rippen 5 ist. Auch kann man, wie dargestellt, mit ein und demselben Material arbeiten, wobei die unterschiedliche Steifigkeit durch Un­ terschiede der Verstärkungsfasern (Fasermaterial, -länge, -menge) erzielt wird. Ferner können die verschiedenen Maßnah­ men miteinander kombiniert werden. Alle Materialien besitzen eine ausreichende Temperaturfestigkeit und Ölbeständigkeit. Die Temperaturfestigkeit des Polypropylen nach Fig. 3 wird durch den Einschluß von extrem langen Verstärkungsfasern erzielt. Die Steifigkeit der Ölwanne sollte nicht zu groß sein, um einer störenden Geräuschentwicklung vorzubeugen. Der Abstand der Rippen und Stege kann durchaus variert wer­ den.

Claims (9)

1. Ölwanne aus Kunstoff für Fahrzeugmotoren und -ge­ triebe, insbesondere für Automatikgetriebe, mit

• - einem Wannenboden (1),
• - einer umlaufenden Seitenwand (2),
• - einer umlaufenden Erhebung (3), die auf der Innenseite des Wannenbodens (1) angeordnet ist, und
• - Mitteln zum Aufnehmen von Außenkräften, die auf der Außenseite mindestens des Wannenbodens (1) angeordnet sind,

dadurch gekennzeichnet,

• - daß die Mittel zum Aufnehmen von Außenkräften Stege (6) aufweisen, die zusätzlich zu an sich bekannten Rippen (5) auf der Außenseite mindestens des Wannenbodens (1) ange­ ordnet sind,
• - daß die Stege (6) mindestens soweit wie die Rippen (5) vorspringen und eine höhere Steifigkeit als die Rippen aufweisen,
• - daß die Stege im Bereich der Seitenwand angeordnet sind,
• - daß die Stege (6) und die Rippen (5) in Fahrtrichtung des Fahrzeugs ausgerichtet sind und
• - daß die Stege (6) eine gemeinsame Standfläche bilden.

2. Ölwanne nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stege (6) breiter als die Rippen (5) sind.

3. Ölwanne nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß die Stege (6) aus einem Material bestehen, das steifer als das Material der Rippen (5) ist.

4. Ölwanne nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Stege (6) aus dem Material der Ölwanne bestehen.

5. Ölwanne nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Stege eine Fortsetzung der Seitenwand bilden.

6. Ölwanne nach den Merkmalen des Oberbegriffs gemäß Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zum Aufnehmen von Außenkräf­ ten Stege (6) aufweisen, zwischen denen eine Beschichtung (11) aus elastischem Material angeordnet ist.

7. Ölwanne nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß sie zusammen mit den Stegen (6) aus Polypropylen besteht und daß die Beschichtung (11) aus einem thermoplastischen Ela­ stomer besteht.

8. Ölwanne nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Erhebung (3) eine Vertiefung (7) des Wannenbodens (1) durchquert und an der Stelle der Vertiefung eine Öldurchlaßöffnung (8) aufweist.

9. Ölwanne nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die die Öldurchlaßöffnung (8) überquerende Brücke (9) der Erhebung (3) durch Pfeiler (10) mit dem Wannenboden (1) ver­ bunden ist.