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Technisches Gebiet
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Die
Erfindung bezieht sich auf eine Ölwanne, insbesondere
für eine
Brennkraftmaschine, nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.
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Stand der Technik
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Derartige Ölwannen
sind auf der Unterseite von Brennkraftmaschinen angeordnet und bestehen üblicherweise
aus Metall oder sind als einteiliges Spritzgussteil aus Polyamid
gefertigt. Um das Öl
aus der Ölwanne
ablassen zu können,
ist in den Wannenboden eine Ablassöffnung eingebracht, in die
eine verstellbare Ablasseinrichtung eingesetzt ist. Hierbei handelt
es sich meist um eine Ölablassschraube,
die in ein Gewinde in der Ablassöffnung
einschraubbar ist.
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Darüber hinaus
ist es bekannt, Ölstandssensoren
in die Ölwanne
einzusetzen, über
die der aktuelle Ölstand
detektiert werden kann. Fällt
der Ölstand unter
einen bestimmten Pegel, so wird dies vom Ölstandssensor registriert,
und es kann dem Fahrer ein entsprechendes Warnsignal zur Anzeige
gebracht werden.
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Nachteilig
an dieser Ausführung
ist jedoch, dass eine zusätzliche Öffnung in
der Ölwanne
vorgesehen sein muss, in die der Ölstandssensor eingesetzt wird.
Dies erhöht
das Leckagerisiko, außerdem ist
der konstruktive und der Montageaufwand erhöht.
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Offenbarung der Erfindung
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mit einfachen konstruktiven
Maßnahmen
eine Ölwanne
mit Ablasseinrichtung und Sensoranordnung zu schaffen, bei der das
Leckagerisiko und der Montageaufwand reduziert sind.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den
Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.
Die Unteransprüche
geben zweckmäßige Weiterbildungen
an.
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Die
erfindungsgemäße Ölwanne,
die bevorzugt in Brennkraftmaschinen eingesetzt wird, weist eine
Ablassöffnung
zum Ablassen des Öls
in der Wanne auf, wobei in die Ablassöffnung eine zwischen einer
Schließposition
und einer Öffnungsposition
verstellbare Ablasseinrichtung eingesetzt ist. Bei dieser Ablasseinrichtung
handelt es sich zweckmäßig um eine Ölablassschraube,
wobei im Rahmen der Erfindung auch alternative Ablasseinrichtungen in
Betracht kommen, beispielsweise Ablassventile mit verstellbarem
Ventilkörper.
Des Weiteren ist vorgesehen, dass in die Ablasseinrichtung ein Sensorelement
integriert ist, mittels dem der Ölfüllstand
in der Ölwanne
und/oder eine den Ölzustand
charakterisierende Größe ermittelbar
ist.
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Aufgrund
der Verbindung des Sensors mit der Ablasseinrichtung, was insbesondere
durch Integration des Sensors in das Gehäuse bzw. in die Kontur der
Ablasseinrichtung erzielt wird, kann auf eine zusätzliche Öffnung in
der Ölwanne
für den
Sensor verzichtet werden. Erforderlich ist lediglich die Ablassöffnung,
in die die Ablasseinrichtung einzusetzen ist. Mit der konstruktiven
Vereinfachung verringert sich auch der Montageaufwand, da Ablasseinrichtung
und Sensorelement als vorgefertigte Einheit in die Ölwanne einzusetzen
sind. Auch das Leckagerisiko ist erheblich reduziert, da nur eine Öffnung vorgesehen
sein muss, die ohnehin von der Ablasseinrichtung zu verschließen ist.
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Das
Sensorelement dient insbesondere zur Ermittlung des Ölfüllzustandes
in der Ölwanne,
der dem Fahrer zur Anzeige gebracht werden kann. Zusätzlich oder
alternativ ist es aber möglich,
Zustandsgrößen bzw.
Parameter zur Beschreibung des Ölzustandes
zu ermitteln, beispielsweise die Viskosität, die Temperatur, die Dichte
und/oder elektrische Größen wie
zum Beispiel die Permittivität.
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Die
elektrische Verbindung zu einem Regel- bzw. Steuergerät, in welchem
die Sensorsignale ausgewertet werden, folgt über elektrische Verbindungsleitungen,
wobei gemäß einer
ersten Ausführung
unmittelbar in oder an der Ablasseinrichtung ein Anschlussstecker
vorgesehen sein kann, an den die Verbindungsleitungen anzuschließen sind.
Dieser Anschlussstecker befindet sich insbesondere an dem Kopf der
Ablasseinrichtung, der außerhalb
des Ölwanneninnenraumes
liegt, so dass der elektrische Anschlussstecker leicht zugänglich ist.
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Gemäß einer
alternativen Ausführung
kann es aber auch zweckmäßig sein,
lediglich eine Kontaktstelle an der Ablasseinrichtung vorzusehen,
insbesondere im Bereich des Kopfes außerhalb des Ölwanneninnenraumes,
wobei die Verbindungsleitungen unmittelbar mit der Kontaktstelle
zu verbinden sind. Gemäß bevorzugter
Ausführung
sind die elektrischen Verbindungsleitungen in die Ölwannenwandung
integriert oder an der Wandung gehalten, wobei die freien Enden
der Verbindungsleitung unmittelbar bis zur Ablasseinrichtung reichen
und in der Weise positioniert sind, dass ein Kontakt zu der Kontaktstelle
oder dem Kontaktstecker an der Ablasseinrichtung herstellbar ist.
Dies kann auch dadurch erleichtert werden, dass ein Begrenzungsanschlag
zur Begrenzung der Einsetztiefe der Ablasseinrichtung vorgesehen
ist, wobei die Begrenzungstiefe auf das Herstellen des Kontaktes
zwischen den Verbindungsleitungen und der Kontaktstelle abgestimmt
ist. Ist die Ablasseinrichtung beispielsweise als Ölablassschraube ausgeführt, so
wird über
den Begrenzungsanschlag die Einschraubtiefe begrenzt, wobei mit
Erreichen des Begrenzungsanschlages die Ölablassschraube automatisch
in einer Position steht, in der die Kontaktstelle an der Ölablassschraube
unmittelbar in Kontakt mit den beiden Verbindungsleitungen liegt.
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Die
Verbindungsleitungen sind zweckmäßig direkt
in die Wandung der Ölwanne
eingebracht, was beispielsweise im Falle der Ausbildung der Ölwanne als
Kunststoff-Spritzgussteil dadurch erfolgt, dass bereits beim Herstellungsprozess
der Ölwanne
die Verbindungskabel in das Spritzwerkzeug eingelegt und mit dem
Spritzgussmaterial umspritzt werden. Gegebenenfalls werden die Verbindungsleitungen
aber auch in einem separaten Prozess mit der Ölwanne verbunden, beispielsweise
angeschweißt.
Darüber hinaus
ist es auch möglich,
elektrische Leiterbahnen aufzudampfen, in das Material einzuspritzen
oder aufzukleben.
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Die
Kontaktstelle ist zweckmäßig außerhalb des Ölwanneninnenraumes
angeordnet und vorteilhafterweise gegenüber der Umgebung abgeschirmt. Diese
Abschirmung erfolgt über
eine konstruktive Gestaltung des außerhalb des Ölwanneninnenraumes
liegenden Kopfes der Ablasseinrichtung, an dem die Kontaktstelle,
die den elektrischen Kontakt zum Sensor herstellt, welcher in dem Ölwanneninnenraum
liegt, vor Umwelteinflüssen
und mechanischen Beschädigungen
geschützt
ist. Die Kontaktstelle befindet sich beispielhaft an der Mantelfläche des
Kopfes, sie mündet
in dieser Ausführung
radial nach außen,
so dass die Verbindung zu den Verbindungsleitungen entsprechend
in radialer Weise erfolgt. Möglich
ist aber auch ein axialer Kontakt zwischen der Kontaktstelle und
den Verbindungsleitungen; hierfür
ist zweckmäßigerweise
ein Absatz an der Ablasseinrichtung außerhalb des Ölwanneninnenraumes
vorgesehen, an dessen axialer Seite die Kontaktstelle angeordnet
ist und entsprechend von den Enden der Verbindungsleitungen kontaktiert wird.
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Die
Abschirmung nach außen
erfolgt bevorzugt in jedem Fall über
ein Dichtungselement, das zwischen einem Teil der Ablasseinrichtung
und der Wandung der Ölwanne
positioniert ist. Um die Kontaktstelle auch vor möglicherweise
während
des Ölwechsels
auslaufenden Öls
zu schützen,
kann es zweckmäßig sein,
die Kontaktstelle an einem Fortsatz der Ablasseinrichtung anzuordnen,
der in eine zugeordnete Ausnehmung einragt, welche in die Wandung
der Ölwanne
eingebracht ist. Hierdurch besteht ein zusätzlicher Schutz nicht nur gegenüber der Umgebung,
sondern auch gegenüber
den der Ablassöffnung
unmittelbar zugewandten Bereichen der Ablasseinrichtung.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Weitere
Vorteile und zweckmäßige Ausführungen
sind den weiteren Ansprüchen,
der Figurenbeschreibung und den Zeichnungen zu entnehmen. Es zeigen:
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1 einen
Ausschnitt aus einer Ölwanne für eine Brennkraftmaschine
mit einer Ablassöffnung, in
die eine als Ölablassschraube
ausgeführte
Ablasseinrichtung eingesetzt ist, wobei in den in den Ölwanneninnenraum
einragenden Teil der Ablasseinrichtung ein Sensorelement zur Ermittlung
des Ölstandes
und/oder zur Ermittlung aktueller Eigenschaften des Öls integriert
ist, mit einem Anschlussstecker am Kopf der Ablasseinrichtung außerhalb des Ölwanneninnenraumes,
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2 eine
Darstellung einer Ölwanne
mit schematisch eingezeichneten elektrischen Verbindungsleitungen,
die in die Wandung der Ölwanne
integriert sind und über
die die Sensorsignale einem Regel- bzw. Steuergerät zur Weiterverarbeitung zuführbar sind,
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3 eine 1 entsprechende
Darstellung mit einer Ölablasseinrichtung
in einer modifizierten Ausführung,
bei der anstelle eines elektrischen Anschlusssteckers eine Kontaktstelle
an der Mantelfläche
des Kopfes der Ölablassschraube
vorgesehen ist, die direkt in Kontakt mit den elektrischen Verbindungsleitungen
durch die Ölwandung
gelangt,
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4 noch
ein weiteres Ausführungsbeispiel
einer Ablasseinrichtung, bei der die Kontaktstelle an einem radial
verbreiterten Absatz am Kopf der Ölablassschraube angeordnet
ist und sich in axialer Richtung orientiert,
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5 noch
ein weiteres Ausführungsbeispiel
für eine
Ablasseinrichtung, die an einem radial verbreiterten Absatz am Kopf
der Ölablassschraube einen
Fortsatz trägt,
der in eine zugeordnete Ausnehmung in der Wandung der Ölwanne einragt
und an dem sich die Kontaktstelle befindet.
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In
den Figuren sind gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen.
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Ausführungsform(en)
der Erfindung
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Bei
dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist eine Ölwanne zur
Aufnahme von Öl
für eine
Brennkraftmaschine gezeigt, in deren Wandung 2 eine Ablassöffnung 3 zum
Ablassen des Öls
eingebracht ist. Diese Ablassöffnung 3 ist
von einer verstellbaren Ablasseinrichtung 4 verschlossen,
die in allen nachfolgenden Ausführungsbeispielen
als Ölablassschraube
ausgeführt
ist. Die Ölablassschraube 4 besitzt
einen Gewindeabschnitt 5, der in die Ablassöffnung 3 einschraubbar
ist, sowie einen Kopf 6, der sich im eingeschraubten Zustand
außerhalb
des Ölwanneninnenraumes
befindet. Die Ablassöffnung 3 ist
strömungsdicht
verschlossen, wenn die Ölablassschraube 4 in
die Ablassöffnung
eingeschraubt ist. Für
zusätzliche
Dichtigkeit sorgt ein ringförmiges Dichtungselement 7,
das zwischen einem radial verbreiterten Absatz des Kopfes 6 und
der Außenseite der
Wandung 2 der Ölwanne
eingeklemmt ist.
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In
die Ablasseinrichtung 4 ist ein Sensorelement 8 integriert,
das im eingeschraubten Zustand der Ablasseinrichtung in den Ölwanneninnenraum einragt. Über das
Sensorelement 8 ist insbesondere der Ölfüllstand in der Ölwanne zu
detektieren, gegebenenfalls aber auch weitere Parameter bzw. Zustandsgrößen des Öls wie zum
Beispiel die Temperatur, die Dichte oder die Viskosität oder elektrische
Parameter des Öls.
Die vom Sensorelement aufgenommenen Sensorsignale werden im Inneren
der Ölablasseinrichtung 4 einem
Anschlussstecker 9 zugeführt, der sich außerhalb
des Ölwanneninnenraumes am
Kopf 6 befindet. Dieser Anschlussstecker 9 kann fest
oder gegebenenfalls auch lösbar
mit dem Kopf verbunden sein. An den Anschlusssteckern 9 sind elektrische
Verbindungsleitungen 10 und 11 anzuschließen, über die
die Sensorsignale einem Regel- bzw. Steuergerät zur weiteren Verarbeitung
zuzuführen
sind. Der Anschlussstecker 9 befindet sich seitlich am
Kopf 6 der Ablasseinrichtung.
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Im
Ausführungsbeispiel
gemäß 2 ist eine Ölwanne 1 dargestellt,
in deren Wandung 2 die elektrischen Verbindungsleitungen 10 und 11 integriert
sind, die einenends zu der Ablasseinrichtung 4 führen und
anderenends in einem Stutzen 12 münden, der einstückig mit
der Wandung 2 der Ölwanne 1 ausgebildet
ist. Auf der der Ablasseinrichtung 4 zugewandten Seite
gelangen die Verbindungsleitungen 10 und 11 in
Kontakt mit einer Kontaktstelle oder einem Anschlussstecker an der
Ablasseinrichtung und können
auf diese Weise die Sensorsignale bis zum Stutzen 12 leiten,
an welche ein weiterer Anschluss an weitere elektrische Bauteile
bzw. Verbindungsleitungen erfolgt. Die Verbindungsleitungen 10 und 11 sind
zweckmäßig vollständig in
die Wandung 2 der Ölwanne
eingelassen.
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Im
Ausführungsbeispiel
gemäß 3 werden
die Sensorsignale vom Sensorelement 8 bis zu einer Kontaktstelle 13 geführt, die
sich im Bereich des außerhalb
des Ölwanneninnenraumes
liegenden Kopfes 6 befindet. Die Kontaktstelle 13 liegt
an der radialen Außenseite
des Kopfes und wird von den beiden Verbindungsleitungen 10 und 11 in
Radialrichtung kontaktiert, die durch die Wandung 2 der Ölwanne 1 geführt sind.
Die Kontaktstelle 13 liegt mit axialem Abstand zur Stirnseite
zum Kopf 6, der einen radial verbreiterten Absatz 6a aufweist,
welcher sich in Radialrichtung weiter erstreckt als der Abschnitt des
Kopfes, in welchem sich die Kontaktstelle 13 befindet.
Hierdurch ist eine Ringschulter gebildet, auf der ein zusätzliches,
ringförmiges
Dichtungselement 14 aufliegt, das bei eingeschraubter Ölablasseinrichtung 4 gegen
die Stirnseite des die Ablassöffnung 3 begrenzenden
Ablassstutzens der Ölwanne
gepresst wird. Die Kontaktstelle 13 liegt zwischen diesem äußeren Dichtungselement 14 und
dem weiteren Dichtungselement 7, das unmittelbar benachbart
zur Ablassöffnung 3 angeordnet
ist und um die Mantelfläche des
außen
liegenden Abschnittes der Ablasseinrichtung gelegt ist. Auf diese
Weise ist die Kontaktstelle 13 sowohl gegenüber der
Ablassöffnung 3 als
auch gegenüber
der Umgebung geschützt.
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Grundsätzlich ist
es auch möglich,
die Kontaktstelle 13 innerhalb des Ölwanneninnenraumes zu platzieren.
Die Funktionsfähigkeit
kann trotz der Verschmutzung mit Öl und eventuell auftretender
geringer Kriechströme
gewährleistet
werden.
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Das
Ausführungsbeispiel
nach 4 entspricht im Wesentlichen demjenigen nach 3,
jedoch mit dem Unterschied, dass die Kontaktstelle 13 nicht
an der radialen Seitenwand des außen liegenden Abschnittes der
Ablasseinrichtung 4 angeordnet ist, sondern an dem radial
verbreiterten Absatz 6a des Kopfes 6. Die Kontaktstelle 13 ist
axial ausgerichtet und wird in Achsrichtung von den elektrischen Verbindungsleitungen 10 und 11 kontaktiert,
die bis zur Stirnseite des die Ablassöffnung 3 seitlich
begrenzenden Stutzens in der Wandung der Ölwanne geführt sind und mit der Kontaktstelle 13 verbunden sind.
Die Abschirmung gegenüber
der Umgebung erfolgt wieder über
das ringförmige
Dichtungselement 14, das axial zwischen dem verbreiterten
Absatz 6a des Kopfes 6 und einem axial überstehenden Wandabschnitt 17 eingeklemmt
ist, der einteilig mit der Wandung 2 ausgebildet und bezogen
auf den die Ablassöffnung 3 begrenzenden
Stutzen radial nach außen
versetzt ist.
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Im
Ausführungsbeispiel
nach 5 erfolgt die Verbindung zwischen der Kontaktstelle 13 und den
elektrischen Verbindungsleitungen 10 und 11 ebenfalls
in axialer Richtung, jedoch gegenüber 4 mit dem
Unterschied, dass die Kontaktstelle 13 an einem axialen
Fortsatz 15 angeordnet ist, der sich axial von dem verbreiterten
Absatz 6a des Kopfes 6 in Richtung der Wandung 2 der Ölwanne erstreckt und
in eine Ausnehmung einragt, die von ebenfalls axialen Wandabschnitten 16 und 17 der
Wandung 2 der Ölwanne 1 begrenzt
ist. Der Wandabschnitt 16 liegt auf der der Ablasseinrichtung 4 zugewandten Seite.
Das äußere, ringförmige Dichtungselement 14 ist
axial zwischen dem verbreiterten Absatz 6a des Kopfes 6 und
der Stirnseite des Wandabschnittes 17 eingeklemmt.