DE2344949C2

DE2344949C2 - Schmiervorrichtung für Brennkraftmaschinen zur sicheren Ölversorgung bei großen Schräglagen

Info

Publication number: DE2344949C2
Application number: DE2344949A
Authority: DE
Inventors: Hans 5042 Erfstadt Prasch
Original assignee: Kloeckner Humboldt Deutz AG
Current assignee: Kloeckner Humboldt Deutz AG
Priority date: 1973-09-06
Filing date: 1973-09-06
Publication date: 1984-02-16
Also published as: DE2344949A1; ATA680574A; US4023548A; AT352474B; FR2243328B1; FR2243328A1; GB1447596A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schmiervorrichtung der im Oberbegriff des ersten bzw. fünften Anspruchs genannten Art.

Eine Schmiervorrichtung obiger Gattung ist aus der DE-AS 11 ?2 455 bekannt Bei dieser Schmiervorrichtung vird eine ölwanne einer Brennkraftmaschine durch vertikale Wände in drei hintereinander gestaffelte Ölräume unterteilt. Die Ölversorgung der Brennkraftmaschine wird von einer ersten ölpumpe gewährleistet, die aus dem vorderen ölraum absaugt Dieser vordere Ölraum ist über eine erste Leitung mit dem mittleren, der wiederum über eine weitere Leitung mit dem hinteren ölraum verbunden. Aus dem hinteren ölraum fördert eine zweite ölpumpe das öl in den vorderen ölraum. Hierdurch wird erreicht, daß in den beiden Extremlagen immer genügend Öl im vorderen ölraum zur Schmierung der Brennkraftmaschine zur Verfügung steht. Bei einer derartigen Ölwanne nach dem Mehrkammersystem wird jedoch zur Sicherstellung der Ölversorgung bei großen Schräglagen ein sehr großer Bauaufwand betrieben, der erhebliche Kosten verursacht. Darüberhinaus ist eine Verbindungsleitung zwischen dem mittleren und dem einen äußeren ölraum in halber Höhe angeordnet, so daß die Zwischenwände und die Leitungen nicht ohne weiterer, aus Blechteilen hergestellt werden können, da dann die Festigkeit nicht ausreichend ist.

Aus der US-PS 20 22 899 ist eine Brennkraftmaschine mit einem einzigen ölraum, nämlich der ölwanne, bekannt, wobei die Ansaugleitung der ölpumpe geteilt ist, so daß eine Öffnung in einem vorderen Teil und die andere Öffnung in dem hinteren Teil der Ölwanne mündet. Beide Öffnungen werden von je einem Ventil beherrscht, die in waagerechter Lage der ölwanne beide geöffnet sind und in den Extremlagen wechselweise derart geschlossen sind, daß immer das unter dem ölspiegel befindliche Ventil geöffnet ist.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die Nachteile der gattungsgemäßen Schmiervorrichtung zu vermeiden und eine wesentlich einfachere, kostensparende Schmiervorrichtung bereitzustellen.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des ersten Anspruchs gelöst. Durch diese Ausgestaltung der Erfindung wird erreicht, daß die ohnehin notwendig vorhandene Druckpumpe zur Versorgung der Schmierstellen der Brennkraftmaschine mit Drucköl ausreicht, so daß keine weitere Förderpum-

j·? erforderlich ist Das von den Lagerstellen der Brennkraftmaschine zurückfließende öl sammelt sich in den äußeren ölräumen und gelangt von dori durch die Leitungen in den mittleren geschlossenen Behälter, von dem aus die Druckpumpe das benötigte Öl ansaugt Befindet sich die ölwanne in Schräglage, so schließt eines der Ventile, die zu dem dann höheren äußeren ölraum führende Leitung ab und der im mittleren geschlossenen Behälter durch Entnehmen von Öl entstehende Unterdruck saugt öl aus dem tiefer i< > gelegenen äußeren Ölraum durch eine Leitung in den geschlossenen Behälter nach, so daß einerseits im äußeren tieferliegenden ölraum nicht zu viel öl verbleibt und der mittlere ölbehälter ausreichend gefüllt ist Dies trifft aufgrund der symmetrischen π Anordnung des ölsumpfes für beide Schräglagen in gleicher Weise zu.

Vorteilhafte Weiterbildungen dieser Aurführungsform stellen die Unteransprüche 2 bis 4 sowie 7 bis 11 dar. Hierbei ist insbesondere hervorzuheben, daß die Klappen nach Anspruch 3 nicht besonders dicht mit den Mündungen der Leitungen abzuschließen brauchen, da, wenn ein Ventil geschlossen ist, immer eine gewisse ölmenge in diesem Bereich vorhanden ist, die den Dichtgrad des Ventils erhöht. Die Ausbildung nach Anspruch 4 bietet den Vorteil, daß durch die symmetrische Ausbildung der Leitungen diese einfach und kostensparend hergestellt werden können. Dabei sollen die Mündungen in den äußeren Ölräumen ziemlich tief liegen, damit auch bei großen Schräglagen ein sicheres jo Nachfließen des Öls möglich ist

Die Lösung der obengenannten Aufgabe unter Verwendung einer weiteren Förderpumpe beschreiben die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 5. Im Gegensatz zur Lösung nach Anspruch 1 fördert nunmehr die Förderpumpe öl aus dem einen äußeren ölraum in den anderen äußeren ölraum, wobei das öl über die Leitung in den mittleren Behälter fließen kann, so daß der mittlere Behälter immer hinreichend gefüllt ist und die Druckpumpe aus diesem öl entnehmen kann. Befindet sich nunmehr die ölwanne in einer Schräglage, in der der äußere ölraum, in den die Förderpumpe das öl pumpt, die tiefere Lage hat, so kann entsprechend den obigen Ausführungen durch den Unterdruck im hinteren geschlossenen Behälter öl durch die Leitung in den mittleren Behälter nachfließen. Befindet sich die Ölwanne in der entgegengesetzten Schräglage, so bewirkt die Förderpumpe, daß der dann in der höheren Schräglage sich befindende äußere ölraum immer hinreichend mit öl gefüllt ist, so daß das öl von da über die Leitung in den mittleren Behälter zurückfließen kann, wobei in diesem Fall zum Fördern des ö!s in dem mittleren Ölraum kein Unterdruck erforderlich ist

Eine vorteilhafte Weiterbildung dieser Lösung beschreibt Anspruch 6.

Die Ansprüche 7 bis 11 beschreiben vorteilhafte Ausgestaltungen der beiden Alternativlösungen nach Anspruch 1 bzw. Anspruch 5. Insbesondere ist es durch die Ausgestaltung nach Anspruch 7 in einfacher Weise möglich, die äußeren ölräume etwas in die Mitte zueinander zu verschieben, so daß sich das von den Schmierstellen zurückfließende Öl besser sammeln kann. Weiterhin ist es aufgrund dieser Ausgestaltung möglich, die Deckplatte und die äußeren Ölräume aus Blechteilen herzustellen, was eine erhebliche Verbilligung mit sich bringt. Durch die Ausgestaltung nach Anspruch 9 wird erreicht, daß die Druckpumpe sowohl in den äußeren Schräglagen der ölwanne wie auch in den Querlagen immer ausreichend Öl ansaugen kann.

Die Verwendung des Rückschlagventils nach Anspruch 10 hat einei'seits den Vorteil, den Unterdruck im geschlossenen Behälter zu gewährleisten, andererseits aber auch nach Rückkehr in die Horizontallage Druckdifferenzen mit Höhenunterschiede des ölspiegels in den ölräumen auszugleichen. Demzufolge soll der Widerstand des Rückschlagventils so klein wie möglich gehalten werden.

Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird auf die Zeichnung verwiesen, in der zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung vereinfacht dargestellt sind. Es zeigt

A b b. 1 einen Schnitt längs der Brennkraftmaschine durch den ölsumpf einer erfindungsgemäßen Schmiervorrichtung, die zwei Leitungen mit Klappenventilen aufweist

A b b. 2 einen Schnitt durch den Ölsumpf entsprechend der Linie H-II in A b b. 1,

Abb.3 eine Draufsicht auf den ölsumpf gemäß Abb. 1, bei der jedoch die Druckpumpe weggelassen ist

Abb.4 einen ölsumpf entsprechend Abb. 1, der in Schräglage dargestellt ist,

A b b. 5 einen Schnitt längs der Brennkraftmaschine durch den ölsumpf, bei dem eine zusätzliche Förderpumpe vorgesehen ist,

A b b. 6 eine Draufsicht auf einen ölsumpf entsprechend A b b. 5, bei dem die Druckpumpe weggelassen, die Förderpumpe jedoch dargestellt ist,

A b b. 7 einen Schnitt durch einen ölsumpf entsprechend A b b. 5 der in Schräglage abgebildet ist.

In den Abbildungen ist mit 1 ein ölsumpf bezeichnet, der drei ölräume 2, 3 und 4 aufweist Der mittlere ölraum 3 ist als geschlossener Behälter ausgeführt und wird von einem Olsumpfboden 5, ölsumpfwänden 6 und einer Deckplatte 7 umschlossen. In die Deckplatte 7 sind die äußeren ölräume 2 und 4 eingesetzt, die bis zum olsumpfboden 5 reichen. Die äußeren ölräume 2 und 4 haben zu den ölsumpfwänden 6 einen seitlichen Abstand. An den mittleren Behälter 3 ist ein öleinfüllstutzen 8 angebaut, der einen Verschlußstopfen 9 und ein Rückschlagventil 10 aufweist. Das Rückschlagventil 10 ist se angeordnet, daß Luft aus dem mittleren Behälter entweichen kann, wogegen ein Unterdruck im mittleren Behälter erhalten bleibt. Weiterhin ist durch die Deckplatte 7 des mittleren Behälters 3 etwa in der geometrischen Mitte eine Druckpumpensaugleitung 11 dichtend eingebaut, die einerseits bis nahe an den olsumpfboden heranführt, andererseits an eine Druckpumpe 12 angeschlossen ist Die Druckpumpe 12 wird, nicht dargestellt, von der Brennkraftmaschine aus angetrieben und versorgt in üblicher Weise die Schmierstellen mit öl.

Wie weiterhin in den A b b. 1 bis 4 dargestellt, ist im mittleren Behälter 3 eine Leitung 13 angeordnet, die einerseits in der Mitte des Ölraums 2 etwa in Bodenhöhe in diesen mündet und andererseits bis in den Raum zwischen dem äußeren ölraum 4 und der ölsumpfwand 6 geführt ist. Eine entsprechende symmetrisch zu der Leitung 13 angeordnete Leitung 14 ist zwischen dem äußeren Ölraum 4 und dem Raum zwischen dem äußeren ölraum 2 und der ölsumpfwand 6 angeordnet. Die Leitungen 13 und 14 stehen in den Ölräumen 2 und 4 mit je einer Klappe 15 und 16 in Wirkverbindung, wobei die Klappen am oberen Rand des ölsumpfes 1 schwenkbar gelagert sind. Die Klappen 15 und 16 sind über eine Stange 17 miteinander verbunden. Die Stange 17 ist in ihrer Länge so gewählt, daß wie in Abb. 1

ersichtlich, in horizontaler Lage des ölsumpfes beide Klappen geöffnet sind, wogegen, wie in Abb.4 dargestellt, in Schräglage eine Klappe die Mündung einer Leitung verschließt und die andere Klappe geöffnet ist. Im Ölsumpf 1 befindet sich eine ölmenge, die entsprechend den Pfeilen 18 und 19 einen minimalen oder maximalen Stand haben kann. Die Enden der Rohre 13 und 14 sind in den Räumen zwischen den äußeren ölräumen und der ölsumpfwand so angeordnet, daß sie mit dem minimaien ölstand abschließen.

In den Abb.5, 6 und 7 ist, entsprechend der Leitung 13 der Abb. 1 bis 4, zwischen dem äußeren ölraum 4 und der ölsumpfwand 6 eine Leitung 20 angeordnet. Die Leitung 20 mündet im geschlossenen Behälter 3 entsprechend der Leitung 13 und ist im ölraum 2 ebenfalls in Bodennähe befestigt. Im Gegensatz zu den Klappen 15 und 16 weist die Ausführung gemäß den Abb.5 bis 7 eine Förderpumpe 21 auf, die in einer Leitung 22, die vom äußeren Ölraum 4 zum äußeren ölraum 2 führt, angeordnet ist. Die Leitung 22 ist in die äußeren ölräume so weit eingeführt, daß sie auch bei Schräglagen öl fördern kann. Die Förderpumpe 21 wird in üblicher Weise von der Brennkraftmaschine aus angetrieben und läuft dauernd mit. Dabei können die Druckpumpe 12 und die Förderpumpe 21 als Doppelpumpe ausgebildet sein. Entsprechend den Pfeilen 18 und 19 in den A b b. 1 bis 4 markiert in den vorliegenden Abbildungen der Pfeil 23 die ölstandshöhe.

Das Ausführungsbeispiel gemäß den A b b. 1 bis 4 hat folgende Funktionsweise: Die Druckpumpe 12 entnimmt über die Druckpumpensaugleitung 11 öl aus dem geschlossenen Behälter 3 und fördert dieses zu den Schmierstellen der Brennkraftmaschine. Sinkt der ölstand im geschlossenen Behälter 3, so entsteht ein leichter Unterdruck, der über die Leitungen 13 und 14 öl aus den ölräumen 2 und 4 nachsaugt. In den äußeren ölräumen 2 und 4 wird das von den Schmierstellen der Brennkraftmaschine zurückfließende öl gesammelt, so daß auf diese Weise der Ölkreislauf in Gang gehalten wird. Bei Schräglage, die durch die Abb.4 dargestellt wird, legt sich eine Klappe, in der Abbildung die Klappe 15, auf die Mündung der Leitung 13 und verschließt diese. Die Klappe 15 braucht nicht besonders dicht auf der Mündung zu liegen, da, wie aus Abb.4 ersichtlich, eine gewisse ölmenge, die im äußeren ölraum 2 verbleibt, so die Dichtheit zwischen Klappe und Leitung erhöht Im äußeren ölraum 4 hat sich eine solche Ölmenge angesammelt, daß sich die Mündung der Leitung 14 unter dem Ölspiegel befindet, wobei aufgrund der Stange 17 gesichert ist, daß die Klappe 16 die Mündung der Leitung 14 nicht verschließt. Im geschlossenen Behälter 3 befindet sich, was durch den Pfeil 19, der den minimalen Ölstand markiert, dargestellt wird, hinreichend öl, so daß die Druckpumpe 12 in üblicher Weise Öl fördern kann. Der Unterdruck im geschlossenen Behälter saugt nunmehr ausschließlich über die Leitung 14 Öl aus dem äußeren Ölraum 4 an, da auch das gesamte, von den Schmierstellen zurückfließende öl sich im ölraum 4 ansammelt. Auch bei Schräglage ist der erforderliche Unterdruck im geschlossenen Behälter, wie sich aus dem Höhenunterschied zwischen der Mündung der Leitung 14 in dem geschlossenen Behälter und dem Pfeil 19 ergibt, verhältnismäßig gering, so daß keine Kavitationsprobleme auftreten.

In der der in A b b. 4 dargestellten entgegengesetzten Schräglage hat die Schmiervorrichtung die gleiche Funktionsweise, wobei jedoch dann die Klappe 16 die Leitung 14 verschließt und das Öl über die Leitung 13 aus dem äußeren ölraum 2 in den mittleren Behälter nachfließt. Wie sich aus den Ausführungen zu den Abb.! bis 4 ergibt, handelt es sich beim vorliegenden Ausführungsbeispiel um eine einfache Ausgestaltung einer Schmiervorrichtung, die bei geringem Aufwand eine sichere Funktionsweise gewährleistet. Die einzige Voraussetzung ist lediglich, daß der mittlere Ölraum so weit abgeschlossen ist, daß sich ein Unterdruck aufbauen kann, der jedoch nur geringe Größe hat. Daher sind keine besonderen Maßnahmen zur Abdichtung erforderlich. Das Rückschlagventil hat dabei die Aufgabe, den eventuell beim Übergang von der Schräglage in die Horizontallage auftretende leichten Überdruck durch Nachströmen des Öls aus einem der äußeren Ölräume auszugleichen. Weiterhin soll das Rückschlagventil das Entweichen von eventuell in den geschlossenen Behälter mit eingeschäumter Luft ermöglichen.

Im Ausführungsbeispiel gemäß den Abb.5 bis 7 transportiert die Förderpumpe 21 dauernd öl aus dem äußeren ölraum 4 in den äußeren ölraum 2, so daß aus diesem über die Leitung 20 immer soviel in den geschlossenen Behälter 3 nachfließen kann, wie die Druckpumpe 12 diesem entnimmt. Ein ölmengenunterschied zwischen minimalem und maximalem ölstand kann daher normalerweise nur im äußeren Ölraum 4 auftreten, da bei gefülltem äußeren ölraum 2 das öl über die Deckplatte 7 zurückfließen kann. In der in A b b. 7 dargestellten Schräglage sorgt die Förderpumpe 21 dafür, daß im äußeren ölraum 2 immer soviel öl vorhanden ist, daß über die Leitung 20 Öl nachfließt und keine Luft angesaugt wird. Nur in dieser Schräglage ist die Förderpumpe 21 überhaupt erforderlich, da in der Schräglage in der der äußere ölraum 4 höher liegt als der äußere ölraum 2, letzterer immer hinreichend mit öl gefüllt ist, da das Öl aus dem äußeren ölraum 4 über die Deckplatte 7 von selbst nachfließt. In beiden Fällen wird daher das Öl aus den äußeren Ölräumen über die Leitung 20 zum geschlossenen Behälter 3 geführt. Dies erfolgten der in A b b. 7 dargestellten Schräglage durch selbstätiges Nachfließen des Öls aus dem äußeren ölraum 2.

In der entgegengesetzten Schräglage wird entsprechend dem Ausführungsbeispiel gemäß den A b b. 1 bis 4 das öl aufgrund des Unterdrucks im geschlossenen Behälter 3 über die Leitung 20 angesaugt

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims

1 Patentansprüche:

1. Schmiervorrichtung für Brennkraftmaschinen zur sicheren Ölversorgung bei großen Schräglagen, mit einem ölsumpf, der drei in Längsrichtung der Brennkraftmaschine gestaffelt angeordnete Ölräume aufweist, wobei der mittlere über je eine Leitung mit den äußeren Ölräumen in Verbindung steht, und mit einer Druckpumpe zur Versorgung der Schmierstellen der Brennkraftmaschine mit Drucköl, dadurch gekennzeichnet, daß der mittlere ölraum als ein gegen Zutritt von Luft geschlossener Behälter (3) ausgebildet ist und über eine Leitung

(11) mit der Saugseite der Druckpumpe (12) in Verbindung steht und daß die Leitungen (13,14) zu den äußeren ölräumen (2,4) durch je ein Ventil (15, 16) beherrscht sind und im geschlossenen Behälter (3) jeweils an dessen dem angeschlossenen äußeren ölraum (2,4) abgewandten Ende münden.

2. Schmiervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventile (15, 16) in an sich bekannter Weise schwerkraftgesteuerte, einseitig gelagerte Klappen sind, die an den Mündungen der Leitungen (13, 14) in die äußeren Ölräume (2, 4) angeordnet sind.

3. Schmiervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Klappen in an sich bekannter Weise derart miteinander verbunden sind, daß nur eine Klappe geschlossen sein kann.

4. Schmiervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitungen (13, 14) zwischen den äußeren Ölräumen (2, 4) und dem geschlossenen Behälter (3) symmetrisch ausgebildet und angeordnet sind und daß die Mündungen der Leitungerün der Nähe der Böden in den äußeren Ölräumen (2,4) befestigt sind.

5. Schmiervorrichtung für Brennkraftmaschinen zur sicheren Ölversorgung bei großen Schräglagen mit einem Ölsumpf, der drei in Längsrichtung der Brennkraftmaschine gestaffelt angeordnete Ölräume aufweist, wobei eine Förderpumpe öl aus dem einen äußeren Ölraum in den anderen fördert und der letztere durch eine Leitung mit dem mittleren Ölraum verbunden ist, und mit einer Druckpumpe zur Versorgung der Schmierstellen der Brennkraftmaschine mit Drucköl, dadurch gekennzeichnet, daß der mittlere ölraum als ein gegen Zutritt von Luft geschlossener Behälter (3) ausgebildet ist und über eine Leitung (11) mit der Saugseite der Druckpumpe

(12) verbunden ist.

6. Schmiervorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Mündung der Leitung (20) zwischen dem geschlossenen Behälter (3) und dem äußeren Ölraum (2), dem öl vom anderen Außenraum (4) durch die Förderpumpe (21) zugeführt wird, etwa in Höhe des Bcdens im äußeren Ölraum (2) befestigt ist.

7. Schmiervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der geschlossene Behälter (3) eine etwa parallel zum ölsumpfboden (5) verlaufende Deckplatte (7) aufweist, in die die äußeren Ölräume (2, 4) mit einem Abstand zu den Ölsumpfwänden (6) eingesetzt sind.

8. Schmiervorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die äußeren Ölräume (2, 4) bis zum ölsumpfboden (5) reichen.

9. Schmiervorrichtung nach einem der Ansprü-

ehe 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitung (11) zur Saugseite der Druckpumpe (12) im geschlossenen Behälter (3) etwa über der geometrischen Mitte des Ölsumpfbodens (5) mündet

10. Schmiervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß am geschlossenen Behälter (3) ein öleinfüllstutzen (8) angeordnet ist, der ein Rückschlagventil (10) aufweist, das das Eindringen von Luft verhindert

11. Schmiervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitungen (13, 14 bzw. 20), die den geschlossenen Behälter (3) mit dem bzw. den äußeren ölräumen (2, 4 bzw. 2) verbinden, bei waagerechter Stellung der Brennkraftmaschine mit ihrem im geschlossenen Behälter (3) angeordneten Ende in Höhe des Minimalölstandes münden.