DE2546273A1

DE2546273A1 - Vorrichtung zur regelung der kolbenoelkuehlung fuer eine kolbenbrennkraftmaschine

Info

Publication number: DE2546273A1
Application number: DE19752546273
Authority: DE
Inventors: Max Ing Grad Ruf
Original assignee: Audi NSU Auto Union AG; Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 1975-10-16
Filing date: 1975-10-16
Publication date: 1977-04-21
Also published as: US4114571A; GB1547634A; FR2328111A1; DE2546273C2; JPS5250427A; FR2328111B1

Description

113/75 . ^

AUDI NSU AUTO UNION AKTIENGESELLSCHAFT, Neckarsulm/Württ.

Vorrichtung zur Regelung der Kolbenölkühlung für eine Kolbenbrennkraftmaschine

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Regelung der Kolbenölkühlung für eine Kolbenbrennkraftmaschine mit einem Schmierölkreislauf, der eine Pumpe und einen Kühler enthält und von dem eine Kühlölleitung zu dem Kolben abgezweigt ist.

Es ist eine Vorrichtung der beschriebenen Art (Dt-OS 1 807 639) bekannt, bei welcher der dem Verbrennungsvorgang ausgesetzte Kolben von Schmieröl gekühlt wird, welches dem Schmierölkreislauf entnommen wird. Zu diesem Zweck ist eine zu dem Kolben führende Kühlölleitung über ein federbelastetes Ventil an den Schmierölkreislauf angeschlossen, wobei das federbelastete Ventil erst bei einem bestimmten Öldruck öffnet, der ab einer bestimmten Drehzahl der mit der Brennkraftmaschine gekuppelten Schmierölpumpe erreicht wird. Dadurch kann insbesondere im unteren Drehzahlbereich eine unerwünschte, zu starke Kühlung des Kolbens vermieden sowie die Höhe des Schmieröldruckes für die Versorgung des Schmierölkreislaufes mit den zu schmierenden Maschinenteilen aufrechterhalten werden.

Bei einer derartigen Vorrichtung kann aber nach einem Kaltstart das kalte und somit dickere Schmieröl zu einer Erhöhung des Schmieröldruckes führen, so daß das federbelastete Ventil schon bei einer niedrigen Drehzahl freigegeben wird und bereits in diesem Betriebszustand eine Kühlung des Kolbens erfolgt. Eine nachteilige Kolbenkühlung tritt aber auch dann ein, wenn nach einem Kaltstart mit höherer Drehzahl gefahren wird. Durch diese

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Kühlung des Kolbens wird jedoch das Erreichen der Betriebstemperatur erheblich verzögert, so daß sich in dieser Betriebsphase ein höherer Kraftstoffverbrauch einstellt und ungünstige Abgaswerte auftreten. Da der Schmierölkreislauf schließlich auch über einen Schmierölkühler geführt wird, kann die Anwärmphase insbesondere bei niedrigen Außentemperaturen eine weitere Verzögerung erfahren. Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß bei heißer Maschine sowohl im Leerlauf als auch bei hoher Last und niedriger Drehzahl keine an sich notwendige Kühlung des Kolbens erfolgen kann, da der Schmieröldruck für die Versorgung der Kolbenkühlung in diesen Betriebsbereichen nicht ausreicht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die angegebenen Nachteile zu vermeiden und eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, mit der die Brennkraftmaschine in kurzer Zeit ihre Betriebstemperatur erreicht und die in Abhängigkeit von der Temperatur des Schmieröles jedoch druckunabhängig die Kühlung des Kolbens regelt.

Die Lösung der Aufgabe ist erfindungsgemäß gekennzeichnet durch ein Regelorgan, das in Abhängigkeit von der Öltemperatur sowohl die Zufuhr des Öles zum Kolben als auch den Durchfluß des Öles durch den Kühler regelt. ·

Durch diese Einrichtung ist es möglich, daß bei niedrigen Temperaturen kein Öl durch den ölkühler geführt wird und ebenfalls keine Kolbenkühlung erfolgt, auch wenn durch das dickere Schmier öl oder wegen einer höheren Drehzahl der Schmieröldruck erhöht wird. Durch die Sperrung der KühlÖlzufuhr zum Kolben kann sich insbesondere bei niedrigen Temperaturen vielmehr eine schnelle Erhöhung der Kolbentemperatur einstellen und somit eine wirtschaftlichere Arbeitsweise der Brennkraftmaschine erzielt werden. Erst nach Erreichen der Betriebstemperatur können durch das Regelorgan die Kolbenkühlung und auch der Ölkühler in Tätigkeit gesetzt werden. Wenn dagegen bei einem Betriebszustand, wie

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beispielsweise im Leerlauf oder im Schiebebetrieb, eine Temperatursenkung eintritt, kann die Kühlölzufuhr zum Kolben durch das Regelorgan wieder unterbrochen werden. Mit dieser vorgeschlagenen Vorrichtung-, durch die nach kurzer Zeit die Betriebstemperatur erreicht und auch gehalten werden kann, ist eine Verminderung des Kaltverschleißes, eine Verbesserung der Abgaswerte und eine Senkung des Kraftstoffverbrauchs möglich.

Das .Regelorgan kann einerseits zwischen einer zu den Lagerstellen der Maschine führenden Schmierölleitunß und dem ölkühler sowie einer diesen umgehenden Bypassleitung und andererseits zwischen der Schmierölleitung und der zum Kolben führenden Kühlölleitung angeordnet sein und eine erste Betriebsstellung aufweisen, in der die Verbindung zwischen der Schmierölleitung und der Bypassleitung freigegeben und die Verbindung sowohl zwischen der Schmierölleitung und dem Kühler als auch zwischen der Schmierölleitung und.der zum Kolben führenden Kühlölleitung abgesperrt ist und durch ein Thermoelement In eine zweite Betriebsstellung bewegbar sein, in der die erste Verbindung abgesperrt und die zweite Verbindung freigegeben ist.

Bei dieser Anordnung wird das Schmieröl in der ersten Betriebsstellung, in welcher sich das Regelorgan bei niedrigen Temperaturen befindet, über die den Kühler umgehende Bypassleitung unmittelbar in den Schmierölkreislauf geführt, ohne daß eine Kühlung des Schmieröles und des Kolbens erfolgen kann. Nach Erreichen der vom Thermostaten abgegriffen Betriebstemperatur kann das Regelorgan in seine zweite Betriebsstellung gebracht werden, in der dagegen der Durchfluß des Schmieröles über die Bypassleitung abgesperrt ist und der Weg über den Kühler freigegeben sowie gleichzeitig der Zufluß von Kühlöl zum Kolben ge-, öffnet ist.

Das Regelorgan kann von einem in einem Gehäuse angeordneten Steuerschieber gebildet werden, der an einem Ende eine Kolbenfläche aufweist, die in einem Druckraum liegt, der mit dem

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Kühler verbunden und über ein mit dem Thermoelement zusammenwirkenden Ventil, das bei einer über einen bestimmten Wert liegenden Temperatur geöffnet ist., mit einem Rücklauf verbindbar ist, wobei der Steuerschieber bei geöffnetem Ventil unter Wirkung einer Feder aus der ersten in die zweite Betriebs stellung bewegbar ist.

Durch diese Ausbildung kann das bei Betrieb der Brennkraftmaschine unter Druck stehende Schmieröl in den Druckraum gelangen, wodurch der Steuerschieber in die erste Betriebsstellung geschoben wird, in der lediglich der Durchfluß von Schmier öl über die Bypassleitung zum Schmierölkreislauf geöffnet ist. Wenn die Temperatur über einen bestimmten Wert gestiegen ist, kann der Druck des Schmieröles im Druckraum durch das vom Thermoelement betätigte Ventil über den Rücklauf abgebaut werden, so daß der Steuerschieber von der Feder in die zweite Betriebsstellung geschoben wird, in welcher der Durchfluß des Schmieröles über den Kühler in den Schmierölkreislauf und der Zufluß von Kühlöl zum Kolben freigegeben wird.

Im einzelnen kann das Regelorgan so ausgeführt sein, daß der Steuerschieber eine über Querbohrungen mit dem Rücklauf in Verbindung stehende Längsbohrung aufweist, in welcher ein Kolbenschieber mit einer in den Druckraum mündenden Längsbohrung angeordnet ist, der in einer ersten Stellung den Druckraum mit den Querbohrungen verbindet und in einer zweiten Stellung diese Verbindung unterbricht und einem im Druckraum liegenden Federteller aufweist, auf dem sich eine Feder abstützt, die bestrebt ist, den Kolbenschieber in seiner zweiten Stellung zu halten, und daß das Thermoelement aus Bimetall-Scheiben besteht, die zwischen dem Federteller und einer Fläche am Steuerschieber angeordnet und bestrebt ist, bei einer bestimmten Temperatur den Kolbenschieber entgegen der Wirkung der Feder in seine erste Stellung zu bringen.

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Bei dieser kompakten und raumsparenden Ausführung kann der im Steuerschieber angeordnete Kolbenschieber, der als das mit dem Druckraum in Verbindung stehende Ventil vorgesehen ist, bei niedrigen Temperaturen unter Wirkung der Feder geschlossen und von den Bimetall-Scheiben unter Wärmeeinfluß geöffnet werden, wodurch der Steuerschieber bei Betrieb der Brennkraftmaschine bei geschlossenem Kolbenschieber in seine erste Betriebsstellung und bei geöffnetem Kolbenschieber, der das im Druckraum befindliche Schmieröl durch den Steuerschieber hindurch abfließen läßt, in seine zweite Betriebsstellung geschoben werden kann.

Es ist aber auch eine andere Lösung möglich, bei der das vom Druckraum abgewandte Ende des Steuerschiebers in einem mit dem Rücklauf verbundenen Raum liegt, der mit dem Druckraum durch eine Langr;bohrung im Steuerschieber in Verbindung steht, und daß das Ventil im Rücklaufraum angeordnet ist und einen mit der Mündung der LUngsbohrung zusammenwirkenden Ventilkörper aufweist, der durch die auf den Steuerschieber wirkende Feder im Schließsinn beaufschlagt ist und an einem Dehnstoffelement befestigt ist, das bei einer bestimmten Temperatur den Ventilkörper von der Mündung der Längsbohrung abhebt. Auch bei dieser Lösung, die sich durch eine kompakte Bauweise auszeichnet, kann das im Steuerschieber angeordnete Ventil bei niedrigen Temperaturen unter Wirkung der Feder geschlossen und unter Wärmeeinfluß geöffnet werden, wodurch der Steuerschieber bei Betrieb der Brennkraftmaschine bei geschlossenem Ventil in seine erste Betriebsstellung und bei geöffnetem Ventil, wenn das im Druckraum befindliche Schmieröl durch den Steuerschieber hindurch über den Rücklauf abfließen konnte, in seine zweite Betriebsstellung geschoben werden kann.

Um zu erreichen, daß das Schmieröl als Wärmeträger direkt auf das Dehnstoffelement wirken kann, ist im Steuerschieber ein Kanal vorgesehen, der einerseits in den Rückläufraum mündet,

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und andererseits in der ersten Betriebsstellung mit der Bypassleitung und in der zweiten Betriebsstellung mit dem Kühler verbunden ist. Dadurch kann das Dehnstoffelement in der ersten Betriebsstellung direkt von dem über die Bypassleitung zugeführten, sieh verhältnismäßig rasch erwärmenden Schmieröl beaufschlagt werden, so daß das Ventil schnell ansprechen und keine Verzögerung in der Regelung der KühlÖlzufuhr zum Kolben eintreten kann. Wenn dagegen in der zweiten Betriebsstellung des Steuerschiebers, in der das Dehnstoffelement von dem durch den Kühler geführten Schmieröl umspült werden kann, die Temperatur fällt, kann ein verzögerungsfreies Schließen des Ventiles erfolgen, wodurch der Steuerschieber vom Schmieröldruck wieder in die erste Betriebsstellung verschoben wird.

Im Steuerschieber kann parallel zu der Lanpnbohrung ein Zusatzkanal vorgesehen sein, welcher die Seite des Druckraumes mit dem Rücklaufraum verbindet, und in dem ein den Zusatzkanal verschließender Schmelzeinsatz angeordnet ist. Durch diesen Schmelzeinsatz kann verhindert werden, daß bei einem Versagen des Dehnstoffelementes der Steuerschieber trotz gestiegener Temperatur in der ersten Betriebsstellung verbleibt, in der die Kühlölzufuhr zum Kolben unterbrochen ist. Das Ausschmelzen des Einsatzes hat zur Folge, daß der Steuerschieber in die zweite Betriebsstellung geschoben wird und unverändert stehen bleibt, so daß ständig Kühlöl zum Kolben gefördert wird. Dies führt zwar zu einer erkennbaren langsameren Erwärmung der Maschine, ein durch Überhitzung verursachter Schaden kann dadurch aber vermieden werden.

Um nun je nach Betriebszustand der Brennkraftmaschine die entsprechenden Verbindungen zwischen den verschiedenen Sehmierölleitungen und der Kühlölleitung auf geeignete Weise herstellen zu können, ist vorgesehen, daß der Steuerschieber zylindrisch ist und in einer zylindrischen Bohrung des Gehäuses verschiebbar ist, daß in der Wand der zylindrischen Bohrung eine erste

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mit dem Kühler verbundene Öffnung, eine zweite mit der Bypass-" leitung verbundene Öffnung, dritte und vierte mit der Schmierölleitung verbundene Öffnungen und eine fünfte mit der Kühlölleitung verbundene Öffnung angeordnet sind, und daß der Steuerschieber an seiner AufSenfläche eine erste und eine zweite Ringnut aufweist, wobei in der ersten ßetriebsstellung die erste Ringnut die zweite mit der dritten Öffnung verbindet, während die übrigen öffnungen vom Steuerschieber abgedeckt sind und in der zweiten Betriebsstellung die erste Ringnut die erste öffnung mit der dritten Öffnung und die zweite Ringnut die vierte öffnung mit der fünften Öffnung verbindet, während die zweite öffnung vom Steuerschieber abgedeckt ist.

Ausführungsbeispiele sowie weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung werden in der nachfolgenden t3eschreibung in Verbindung mit den Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigt:

Fig. 1 die Gesamtanordnung einer Vorrichtung mit einem Regelorgan zur Regelung der Kolbenkühlung für eine Kolben-Brennkraftmaschine in schematischer Darstellung,

Fig. 2 einen Längsschnitt durch das Regelorgan, das im teilweise dargestellten Gehäuse der Kolben-Brennkraftmaschine angeordnet ist, in einer ersten Betriebsstellung,

Fig·. 3 das Regelorgan aus Fig. 2 in einer zweiten Betriebsstellung,

Fig. 4 ein Regelorgan ähnlich Fig. 2 in einer zweiten Ausführungsform, das eine erste Betriebsstellung einnimmt, und

Fig. 5 das Regelorgan aus Fig. 4 in einer zweiten Betriebsstellung.

Es sei zunächst auf Fig. 1 Bezug genommen, in der schematisch die Gesamtanordnung der Vorrichtung dargestellt ist mit einer Kolben-Brennkraftmaschine, die im wesentlichen aus einem Zylinderblock

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mit Zylinderkopf 2 besteht, in dem ein Kolben 3 geführt ist, der über eine Pleuelstange 4 eine Kurbelwelle 5 antreibt. Zur-Kühlung des Kolbens 4 ist im Zylinderblock 1 eine Spritzdüse 6 vorgesehen, die auf die Innenwand des Kolbens 3 gerichtet ist und über eine Kühlölleitung 7 an den Schmierölkreislauf angeschlossen ist. Zur Versorgung des Schmierölkreislaufes ist eine Pumpe 8 vorgesehen, welche Schmieröl aus einer Ölwanne 9 fördert, die normalerweise am Zylinderblock 1 befestigt ist, aber zur besseren Veranschaulichung der Genamtanordnung der Erfindung getrennt vom Zylinderblock 1 gezeigt ist. Von der Pumpe 8 führt sowohl eine Schmierölleitung 10 über einen Kühler 11 als auch eine diesen umgehende Bypassleitung 12 zum Regelorgan IjJ. Aus dem Regelorgan 13 führt eine Schmierölleitung 15 zu einem Filter 14, von dem aus eine weitere Sehmierölleitung 16 zu den Lagerstellen der Brennkraftmaschine führt. Von der Schmierölleitung 16 zweigt nach dem Filter 14 die Kühlölleitung 7 nb» die ebenfalls über aar, Regel organ 13 geführt ist. Außerdem ist dap Regelorgan 13 mit einer Rücklaufleitung 17 verbunden, die in der ölwanne 9 mündet. In der Darstellung nimmt das Regelorgan I3 die in der weiteren Beschreibung näher angegebene zweite Betriebsstellung ein, in der das Schmieröl in Pfeilrichtung über den Kühler 11 sowohl zu den Lagerstellen als auch in die Kühlölleitung 7 strömt.

In Fig. 2 ist das Regelorgan 13 gezeigt, das aus einem Steuerschieber 18 besteht, der in einer zylindrischen Bohrung 19 eines Gehäuses 20 zwischen zwei Endstellungen längsverschiebbar angeordnet ist. Das Gehäuse 20 kann beispielsweise Bestandteil des Zylinderblockes 1 der Brennkraftmaschine sein, wobei die in Fig. 1 gezeigten, in der Bohrung 19 mündenden Leitungen, teilweise in das Gehäuse 20 eingegossen sind. Hierbei münden die Schmierölleitung 10, die über den Kühler 11 geführt ist und durch den Kanal 23 eintritt, in der· Öffnung 59* sowie die Bypassleitung 12 in der Öffnung 60 der Wand der Bohrung 19· Aus der Öffnung 61 der Bohrung 19* die zwischen und gegenüber den Öffnungen 59 und 60 liegt, führt die Schmierölleitung 15 durch den

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Zulaufkanal 21 zum Filter 14 und über den Ablaufkanal 22 aus dem Filter 14 heraus in die Schmierölleitung 16 zu den Lagerstellen der Brennkraftmaschine. Von der Schmierölleitung 16 zweigt die Kühlölleitung 7 ab, die ebenfalls mit einer Öffnung 62 an der Bohrung 19 mündet und an der gegenüberliegenden Stelle über die öffnung 63 weiterführt. Zur Vergrößerung des Durchströmquerschnittes schließt sich an die Öffnungen 53* 60, 61 in der Wand der Bohrung 19 je ein umlaufender Ringkanal 59', 60' und 61 Van. Die zylindrische Bohrung 19 ist von einem Deckel 24 verschlossen, an dem die Rücklaufleitung 17 angeschlossen ist. Der Steuerschieber 18 weist eine schmale Ringnut 25 und eine breite Ringnut 26 auf und enthält ein Ventil 28, welches in einer Vertiefung 27 angeordnet ist, die von der auf der Zeichnung rechten Endseite her axial eingearbeitet ist. Das Ventil 28 besteht aus einem flachen Federteller 29 und einem mit diesem verbundenen Kolbenschieber 30, welcher eine durchgehende Länpr.bohrung 3I aufweist, die kurz vor ihrem linken Ende über radiale Bohrungen 32 mit einer Ringnut 33 verbunden ist. Der Kolbenschieber 30 des Ventiles 28 ist verschiebbar in einer Längsbohrung 3^ aufgenommen, die zentrisch durch den Steuerschieber 18 hindurchgeführt ist und an ihrem einen Ende durch einen Stopf eh 35 verschlossen is.t. Mittels einer Druckfeder 36, die sich an einem Ring 37 abstützt, welcher am äusseren Rand innerhalb der Vertiefung 27 eingesetzt ist, wird der Federteller 29 gegen mehrere Bimetall-Scheiben 38 gedrückt, die als Thermoelement zwischen dem Federteller 29 und dem Grund der Vertiefung 27 eingelegt sind. Von der Außenseite des Federtellers 29 und dem Grund 41 der zylindrischen Bohrung 19 wird zum Teil ein Druckraum 39 begrenzt, welcher über Längsnuten 40, die in der Wand der Bohrung 19 vorgesehen sind, mit der öffnung 59 bzw. der Schmierölleitung 10 in Verbindung steht. Auf der dem Druckraum 39 und dem Federteller 29 abgewandten Seite des Steuerschiebers 18 ist ebenfalls eine Vertiefung 42 vorgesehen, in die eine Feder 43 eingelegt ist, die sich sowohl am Deckel

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als auch am Grund der Vertiefung 42 abstützt. Am Grund der Vertiefung 42 sind axial verlaufende Bohrungen 44 vorgesehen, welche die Längsbohrung 34 umgeben und an ihrem Ende, das in Nähe des Ventils 28 liegt, über radiale Bohrungen 45 mit der Längsbohrung 34 verbunden sind.

Bei Betrieb der Brennkraftmaschine bzw. nach einem Kaltstart nimmt der Steuerschieber 18 die in Fig. 2 gezeigte erste Betriebsstellung ein. Diese Stellung ergibt sich dadurch, daß die in Fig. 1 gezeigte ölpumpe 8 das Schmieröl sowohl in die Schmierölleitung 10 als auch in die Bypassleitung 12 fördert, wobei das Schmieröl von der Schmierölleitung 10 durch die Längsnuten 40 in den Druckraum 39 gelangen und gegen den Steuerschieber 18 wirken kann und diesen in die erste Betriebsstellung schiebt, da das Ventil 28 geschlossen ist. Dadurch wird über die Ringnut 26 des Steuerschiebers 18 und über die öffnungen 60 und 61 eine Verbindung zwischen der Bypassleitung 12 und der Schmierölleitung 15 hergestellt, während die Verbindung sowohl zwischen der Schmierölleitung 10 mit dem Kühler 11 an der öffnung 59 und der Schmierölleitung 15 an der Öffnung 61 als auch zwischen der Schmierölleitung 16 und der Kühlölleitung 7 an der öffnung 62 und 63 abgesperrt ist. In dieser ersten Betriebsstellung wird nicht gekühltes Schmieröl in Pfeilrichtung zu den Lagerstellen der Brennkraftmaschine geführt und die Kühlung des Schmieröles und des Kolbens unterbunden, so daß verhältnismäßig schnell die Betriebstemperatur erreicht werden kann. Mit zunehmender Betriebstemperatur werden dann im. gleichen Maße das Schmieröl und die umliegenden Maschinenteile erwärmt.

Wie in Fig. 3 gezeigt, in der nur der den Steuerschieber 18 unmittelbar umgebende Bereich dargestellt ist, haben die Bimetall-Scheiben 38 des Steuerschiebers 18 aus Fig. 2 unter dem Einfluß der Wärme der Brennkraftmaschine den Federteller 29 des Ventils 28 gegen die Federkraft der Druckfeder 36 abgehoben und die Ringnut 33 des Kolbenschiebers 30 mit den radialen Bohrungen 45

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des Steuerschiebers 18 in Deckung gebracht und somit den Durchfluß vom Druckraum 39 in Richtung auf die Rücklaufleitung I7 im Deckel 24 geöffnet. Dadurch wird der Schmieröldruck im Druckraum 39 abgebaut, wodurch das im Druckraum 39 eingeschlossene Schmieröl über die Längsbohrung 3I, die Bohrungen 44 und die Rücklaufleitung I7 abfließen und der Steuerschieber l8 von der Feder 43 in die zweite gezeigte Betriebsstellung geschoben werden kann. In dieser zweiten Betriebsstellung - wie sie auch in Fig. 1 dargestellt ist - wird vom Steuerschieber l8 die Verbindung zwischen der Bypassleitung 12 mit der Öffnung 60 und der Schmierölleitung 15 mit der Öffnung 61 abgesperrt, während über die Ringnut 26 und die Öffnungen 59 und 61 die Verbindung sowohl zwischen der Schmierölleitung 10 mit dem Kühler 11 und der Schmierölleitung 15 als auch über die Ringnut 25 und die Öffnungen 62 und 63 zwischen der Schmierölleitung 16 (Fig. 1 bzw. Flg. 2) und der Kühlölleitung 7 hergestellt wird. Dadurch wird das in Pfeilrichtung zu den Lagerstellen der iirennkraftmaschine geförderte Schmieröl im Kühler 11 gekühlt, no daß nach einem schnellen Erreichen der Betriebstemperatur mit der ebenfalls einsetzenden Kolbenkühlung eine schädliche Überhitzung der Brennkraftmaschine vermieden wird.

Bei dem in Fig. 4 gezeigten Ausführungsbeispiel sind für gleiche und gleichartige Teile die gleichen Bezugszeichen wie in Fig. 2 verwendet worden. Abweichend von der Ausführung gemäß Fig. 2 sind der Steuerschieber mit 18' und die Ringnuten mit 25' und 26' gekennzeichnet und ebenso nur derjenige Bereich gezeigt, der für die Beschreibung von Bedeutung ist. Im Steuerschieber 18' ist an dem vom Druckraum 39 abgewandten Ende, das in dem von der Bohrung 19 und dem Deckel 24 begrenzten, mit der Rücklauf leitung I7 verbundenen Rücklaufraum 66 liegt, eine zylindrische, axial eingearbeitete Vertiefung 46 vorgesehen, in der ein Ventil 47 angeordnet ist. Das Ventil 47 besteht bei diesem Ausführungsbeispiel aus einem Dehnstoffelement 64 und einem Ventilkörper 65, wobei

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der Ventilkörper 65 zwischen einer sich am Deckel 24 abstützenden Feder 48 und dem Steuerschieber 18' eingesetzt ist. Zwischen der Feder 48 und dem Ventil 47 ist ein mit Durchströmöffnungen versehener Federteller 49 angeordnet, der mit seinem Außendurchmesser 50 in der Vertiefung 46 axialbeweglich gleitet und somit das- Ventil ¹YJ in einer zentrischen Lage hält. Der Ventilkörper 65 weist einen Ventilkegel 51 auf, der einem am Grund' der Vertiefung 46 angeordneten Ventilsitz 52 gegenüberliegt. Das Ventil 47 ist außerdem mit einem Druckstift 53 versehen, der zentrisch zum Ventilsitz 52 aus dem Dehnstoffelement 64 herausgeführt ist und sich in einer innerhalb des Ventilsitzes 52 vorgesehenen, tiefer gelegenen Stelle einer Ausnehmung 54 abstützt. Diese Ausnehmung 54 stellt über eine seitlich versetzte Längsbohrung 55 mit dem Druckraum 39 in Verbindung. Von der Vertiefung 46 führt zusätzlich und etwa parallel zu der Längsbohrung 55 ein Zusatzkanal 56 bis in den Druckraum 39 > wobei der Zusatzkanal 56 durch einen Schmelzeinsatz 57 verschlossen ist. Darüberhlnaus ist ein weiterer Kanal 58 vorgesehen, der die Vertiefung 46 mit der Ringnut 26' verbindet.

Die in Fig. 4 gezeigte erste Betriebsstellung nimmt der Steuerschieber 18' nach einem Kaltstart der Brennkraftmaschine ein, wenn also das von der Ölpumpe 8 in die Bypassleitung 12 sowie die Schmierölleitung 10 geförderte Sctrnieröl durch die Längsnuten 40 in den Druckraum 39 eindringen und gegen den Steuerschieber 18' wirken kann, und wenn sich der Druckstift 53 des Ventiles 47 unter dem Einfluß der niedrigen Schmieröltemperatur in das Dehnstoffelement 64 zurückgezogen hat, wodurch der Ventilkegel 51 am Ventilsitz 52 anliegt und den Durchfluß durch die Längsbohrung 55 abdichtet. Wie auch bei dem Äusführungsbeispiel gemäß Fig. 2 besteht dadurch über die Ringnut 26' und über die öffnungen 60 und 61 eine Verbindung zwischen der Bypassleitung 12 und der Schmierölleitung 15, wogegen die Verbindung sowohl zwischen der Schmierölleitung 10 mit dem Kühler 11 an der

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-Öffnung 59 und der Schmierölleitung 15 an der Öffnung 61 als auch zwischen der Schmierölleitung 16 (Fig. 1 bzw. Fig. 2) und der Kühlölleitung 7 an der Öffnung 62 und 63 abgesperrt ist. Da das Schmieröl in dieser ersten Betriebsstellung nicht gekühlt wird und auch die Kühlung des Kolbens unterbunden ist, kann eine verhältnismäßig schnelle Erhöhung der Schmieröl- und Betriebstemperatur eintreten. Da während dieser Betriebsstellung von der Ringnut 26' ständig über den Kanal 58 eine gewisse Menge sich'erwärmendes Schmieröl durchfließen kann, das über die Rücklaufleitung 17 abströmt, wird das Dehnstoffelement 64 unmittelbar vom Schmieröl beaufschlagt und von der Temperatur des Schmieröles beeinflußt, wodurch ein verzögerungsfreies öffnen des Ventilen ¹Vf erreicht werden kann.

Aus Fig. 5 geht die zweite Betriebsstellung des in Fig. 4 beschriebenen Ausführungsbeispiels hervor. Es ist erkennbar, daß sich das vom Schmieröl umspülte Ventil 47 bzw. Dehnstoffelement 64 unter dem Einfluß der Wärme des Schmieröles durch Herausschieben des Druckstiftes 53 unter gleichzeitiger entsprechender Verschiebung des Federtellers 49 in der Vertiefung 46 vom Ventilsitz 52 abgehoben hat, wodurch der Durchfluß des im Druckraum 39 eingeschlossenen Schmieröles über die Längsbohrung 55 in den Rücklaufraum" 66 und zur Rücklaufleitung 17 freigegeben ist und der Steuerschieber 18' von der Feder 48 in die gezeigte Betriebsstellung verschoben worden ist, wie sie auch in Fig. 1 dargestellt ist. In dieser zweiten Betriebsstellung wird - wie auch bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 - vom Steuerschieber 18' die Verbindung zwischen der Bypassleitung 12 mit der Öffnung 60 und der Schmierölleitung 15 mit der Öffnung 61 abgesperrt, während über die Ringnut 26' und die öffnungen 59'.und 61 die Verbindung sowohl zwischen der Schmierölleitung 10 mit dem Kühler 11 und der Schmierölleitung 15 als auch über die Ringnut 25' und die öffnungen 62 und 63 zwischen der Schmierölleitung 16 (Fig. 1 bzw. Fig. 2) und der Kühlölleitung 7 hergestellt wird. In dieser Stellung kann aber auch von der Schmierölleitung

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10 und dem Kühler 11 kommendes Schmieröl über die Ringnut 26' durch den Kanal ^8 in den das Dehnstoffelement 64 enthaltenden Rücklaufraum 66 einfließen und über die Rücklaufleitung 17 abströmen, wodurch das Ventil h"( bzw. das Dehnstoff element 64 auch in dieser Betriebsstellung ständig direkt vom Schmiermittel beaufschlagt wird und beispielsweise bei sinkender Temperatur ohne Verzögerung schließen kann.

Falls das Ventil 4? versagt und in der in Fig. 4 gezeigten ersten Betriebsstellung verbleibt, kann sich bei zunehmender Temperatur den durch die Ringnut 26' strömenden Schmieröles der als Sicherung eingefügte Schmelzeinsatz ¹Xf auflösen und eine Verbindung zwischen dem Druckraum 29 und der. Rücklaufleitung 17 herstellen, so daß der Steuerschieber 18^! in die in Fig. 5 gezeigte zweite Betriebsstellung geschoben wird, in welcher die Kühlung des Kolbens über die Kühlölleitung 7 sichergestellt ist.

Die Erfindung ist nicht nur auf das dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt; es ist beispielsweise auch möglich, daß die im Ausführungsbeispiel gezeigte Kolben-Brennkraftmaschine aus mehreren Zylindern mit einer entsprechenden Anzahl von Spritzdüsen 6 besteht. Die Kolben-Brennkraftmaschine kann selbstverständlich auch eine Rotationskolben-Brennkraftmaschine sein. Ebenso kann das im Steuerschieber 18, 18' angeordnete Ventil 28, 47 an einer Stelle im Gehäuse 20 zwischen dem Druckraum 39 und der Rücklaufleitung 17 angeordnet werden.

- Patentansprüche -

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Leerseite

Claims

Pa tentanspr üch e

1. Vorrichtung zur Regelung der Kolbenölkühlung für eine Kolben-Brennkraftmaschine mit einem Schmierölkreislauf, der eine Pumpe und einen Kühler enthält und von dem eine Kühlölleitung zu dem Kolben abgezweigt ist, gekennzeichnet durch ein Regelorgan (I3), das in Abhängigkeit von der öltemperatur sowohl die Zufuhr des Öles zum Kolben (3) als auch den Durchfluß des Öles durch den Kühler (11) regelt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Regelorgan (13) einerseits zwischen einer zu den Lagerstellen der Maschine führenden Schmierölleitung (15) und dem Kühler (11) sowie einer diesen umgehenden Bypassleitung (12) und andererseits zwischen der Sehmierölleitung (16) und der zum Kolben (3) führenden Kühlölleitung (?) angeordnet ist und eine erste Betriebsstellunj¹; aufweist, in der die Verbindung zwischen der Schmierölleitung (15) und der Bypassleitung (12) freigegeben und die Verbindung sowohl zwischen der Sehinierölleitung (15) und dem Kühler (H) als auch zwischen der Schmierölleltung (16) und der zum Kolben (3) führenden Kühlölleitung (7) abgesperrt ist und durch ein Thermoelement (38, 64) in einer zweite Betriebsstellung bewegbar ist, in der die erste Verbindung abgesperrt und die zweite Verbindung freigegeben ist.

3· Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Regelorgan (I3) von einem in einem Gehäuse (20) angeordneten Steuerschieber (18,I8¹) gebildet ist, der an einem Ende eine Kolbenfläche aufweist, die in einem Druckraum (39) liegt, der mit dem Kühler (11) verbunden und über ein mit dem Thermoelement (38, 64) zusammenwirkenden Ventil (28, 47), das bei einer über einem bestimmten Wert liegenden Temperatur geöffnet ist, mit einem Rücklauf (I7) verbindbar ist, wobei der Steuerschieber (18, 18') bei geöffnetem Ventil (28, 47) unter Wirkung

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ORIGINAL INSPECTED

einer Feder (43, 48) aus der ersten in die zweite Betriebsstellurig bewegbar ist.

4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerschieber (18) eine über Querbohrungen (44, 45) mit dem Rücklauf (ly) in Verbindung stehende Längsbohrung (34) aufweist, in welcher ein Kolbenschieber (30) mit einer in den Druckraum (39) mündenden Längsbohrung (31) angeordnet ist, der in einer ersten Stellung den Druckraum (39) mit den Q,uerbohrungen (44, 45) verbindet und in einer zweiten Stellung diese Verbindung unterbricht und einen im Druckraum (39) liegenden Federteller (29) aufweist, auf dem sich eine Feder (36) abstützt, die bestrebt ist, den Kolbenschieber (30) in seiner zweiten Stellung zu halten, und daß das Thermoelement aus Bimetall-Scheiben (38) besteht, die zwischen dem Federteller (29) und einer Fläche am Steuerschieber (18) angeordnet und bestrebt ist, bei einer bestimmten Temperatur den Kolbenschieber (30) entgegen der Wirkung der Feder (36) in seine erste Stellung zu bringen.

5· Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das vom Druckraum (39) abgewandte Ende des Steuerschiebers (I8¹) in einem mit dem Rücklauf (1?) verbundenen Raum liegt, der mit dem Druckraum (39) durch eine Längsbohrung (55) im Steuerschieber (18') in Verbindung steht, und daß das Ventil (47) im Rücklaufraum (66) angeordnet ist und einen mit der Mündung der Längsbohrung (55) zusammenwirkenden Ventilkörper (65) aufweist, der durch die auf den Steuerschieber (I8¹) wirkende Feder (48) im Schließsinn beaufschlagt ist und an einem Dehnstoffelement (64) befestigt ist, das bei einer bestimmten Temperatur den Ventilkörper (65) von der Mündung der Längsbohrung (55) abhebt.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß im Steuerschieber (I8¹) ein Kanal (58) vorgesehen ist, der einer-

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seits in den Rücklaufraum (66) mündet, und andererseits in der ersten Betriebsstellung mit der Bypassleitung (12) und in der zweiten Betriebsstellung mit dem Kühler (11) verbunden ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß im Steuerschieber (18' ) parallel zu der Längsbohrung (55) ein Zusatzkanal (56) vorgesehen ist, welcher die Seite des Druckraumes (39) niit dem Rücklaufraum (66) verbindet, und in dem ein den Zusatzkanal (56) verschließender Schmelzeinsatz (57) angeordnet ist.

8. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerschieber (18, 18') zylindrisch ist und in' einer zylindrischen Bohrung (19) den Gehäuses (20) verschiebbar ist, daß in der Wand der zylindrischen Bohrung (19) eine erste mit dem Kühler (H) verbundene Öffnung (59), eine zv;o;i te πι i t der bypassleitung (12) verbundene Öffnung (60), dritte und vierte mit der Schmierölleitung (15, 16) verbundene Öffnungen (61, 62) und eine fünfte mit der Kühlölleitung (7) verbundene Öffnung (63) angeordnet sind, und daß der Steuerschieber (18, 18') an seiner Außenfläche eine erste und eine zweite Ringnut (26, 25) aufweist, wobei in der ersten Betriebsstellung· die erste Ringnut (26) die zweite mit der dritten Öffnung (60, 61) verbindet, während die übrigen Öffnungen (59.» 62, 63) vom Steuerschieber (18, l8') abgedeckt sind und in der zweiten Betriebsstellung die erste Ringnut (26)die erste Öffnung (59) mit der dritten öffnung (61) und die zweite Ringnut (25) die vierte Öffnung (62) mit der fünften Öffnung (63) verbindet, während die zweite Öffnung (60) vom Steuerschieber (18, 18') abgedeckt ist.

i>[. 10. 1975

N/RLP, Co/tk

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