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Die Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine für
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ein Kraftfahrzeug mit einer ölwanne, in der zwei Räume für Ölmengen
unterschiedlicher Temperatur ausgebildet sind, aus denen Öl zur Zuführung in den
Schmiermittelkreislauf abgesaugt werden kann, wobei ein Thermostat zur Steuerung
vorgesehen ist.
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Kaltes Öl in dem Motor eines Kraftfahrzeuges bedeutet einen höherenWleitwiderstand
in den Lagern, was sich in einem höheren Benzinverbrauch, in einer unzureichenden
Schmierwirkung und in einem größeren Motorverschleiß niederschlägt. Während der
Kaltlaufphase schlägt sich auf den Zylinderwänden Kondensat nieder, wodurch die
Ölverdünnung vergrößert wird. Es sind deshalb Anstrengungen unternommen worden,
um die Kaltlaufphase des Motors zu verkürzen, d.h. die Zeit, in der der Motor mit
Schmieröl läuft, das keine ausreichende Betriebstemperatur aufweist.
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Durch die DE-OS 28 24 415 ist eine Brennkraftmaschine mit einer unterteilten
Ölwanne bekannt, bei der innerhalb der Ölwanne ein vom Boden beabstandetes Staugehäuse
vorgesehen ist. In diesem erhöht angeordneten Staugehäuse und in dem Bereich unter
diesem Staugehäuse sind Absaugöffnungen vorgesehen, welche über ein Thermosstatventil
mit der zu der Ölpumpe führenden Absaugleitung verbunden werden können. Dieses bekannte
System ist platzmäßig aufwendig und durch die eine oben liegende Absaugöffnung ist
die Gefahr gegeben, daß bei Flieh-, Brems- oder Beschleünigungsvorgängen Luft angesaugt
wird. Um diese Gefahr gering zu halten muß dort eine große Ölmenge über dem hochgelegten
Ölboden vorgesehen sein. Das wiederum hat zur Folge, daß die Betriebstemperatur
sich nicht so schnell wie gewünscht einstellen kann. Außerdem erbringt ein hoher
Ölstand ein starkes Ölpanschen der Kurbelwelle und erfordert eine unwirtschaftlich
hohe Menge von Öl.
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Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, eine Brennkraftmaschine
so auszugestalten, daß in der
Kaltlaufphase nur eine geringe Ölmenge
zur Schmierung der Motorteile in Umlauf gebracht wird, so daß die optimale Betriebstemperatur
sehr schnell erreicht wird.
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Weiterhin soll eine kompakte Vorrichtung geschaffen werden, mit der
beispielsweise auch eine Nachrüstung an bereits eingesetzten Motoren möglich ist.
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Die Lösung dieser Aufgabe ist dadurch gekennzeichnet, daß der eine
Raum von einem in die Ölmenge in der Ölwanne eintauchenden, oben offenen Topf gebildet
wird, daß der Topf eine Bodenöffnung aufweist, daß ein als Doppelventil wirkender
Bodenverschluß mit dem Thermostaten verbunden ist und daß an der Oberseite des Topfes
ein die gesamte Ölwanne überspannender Boden vorgesehen ist, der mit einem Rand
in den Topf im Abstand von dessen Innenwandung hineingeführt ist. Durch die Anordnung
des Topfes wird erreicht, daß während der Kaltlaufphase eine begrenzte Ölmenge zur
Schmierung der Motorteile in Umlauf gesetzt wird. Durch die Anordnung des als Doppelventil
wirkenden Bodenverschlußes in dem Topf wird gewährleistet, daß Öl immer von derselben
Ebene innerhalb der Ölwanne abgesaugt wird. Dadurch ergibt sich, daß die erforderliche
Ölmenge relativ klein ist und daß ein kompakter Aufbau erreicht wird, um zwei voneinander
trennbare Ölkreisläufe zu schaffen.
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In Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, daß in dem Topf
eine koaxiale Leitung angeordnet ist und daß der Thermostat in dieser Leitung verankert
ist.
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Das von der Ölpumpe angesaugte Öl wird immer durch ein und diesselbe
Leitung geführt, was ebenfalls zur Vereinfachung des Aufbaus beiträgt.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann vorgesehen
sein, daß oben an dem Bodenverschluß ein trichterförmiger Ansatz vorgesehen ist,
der in die Leitung verschiebbar hineinragt, daß im Ansatz ein Ölsieb angeordnet
ist, und daß die untere Bodenwand über eine
Feder abgestützt ist
Da in der Vorrichtung keine Dichtprobleme auftreten, kann der Ansatz mit ausreichend
Spiel innerhalb der Leitung geführt werden. Die Abstützung der Bodenwand über die
Feder bringt mit sich, daß diese Bodenwand sich gut an der Unterseite des Topfes
anlegt.
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Ferner kann vorgesehen sein, daß der Topf ein Volumen aufweist, das
für eine ununterbrochene Ölförderung ausreicht. Dadurch wird verhindert, daß die
ölpumpe während des Betriebs mit dem kleinen Ölkreislauf Luft ansaugt.
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Die Ölmenge und entsprechend der Topf müssen derart dimensioniert
sein, daß durch das zurückfließende Öl immer ein ausreichender Ölstand in dem Topf
erreicht wird.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform kann vorgesehen sein, daß
in der Wandung des Topfes eine verschließbare Öffnung vorgesehen ist, die in die
Ölmenge in der Ölwanne eintaucht. Durch die Anordnung der verschließbaren Öffnung,
die insbesondere nur während des Startens des Motors geöffnet ist wird erreicht,
daß ausreichend Öl zur Verfügung steht. Der Verschluß der Öffnung kann dabei über
einen Magnetschalter gesteuert werden, welcher nur für die ersten wenigen Sekunden
des Startens aktiviert ist. Bei dieser Ausgestaltung kann das Volumen des Topfes
sehr klein gehalten werden, was wiederum dazu beiträgt, die Kompaktheit und Wirtschaftlichkeit
des Systeme zu sichern.
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Gemäß einer weiteren Ausgestaltung kann vorgesehen sein, daß am unteren
Ende des Topfes ein mit Durchgangsöffnungen versehener Ring vorgesehen ist und daß
der Boden für kurze Zeit nach dem Starten des Motors diese Öffnungen freigibt. Dabei
können in dem Boden entsprechende Öffnungen vorgesehen sein, welche durch Verdrehen
des Bodens mit diesen Öffnungen fluchten können.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen
sein,
daß im Inneren des Topfes ein Fühler für ein Ölfernthermometer angeordnet ist.
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Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter
Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 eine erste Ausführungsform
eines Motors in der Kaltlaufphase, Fig 2 die Vorrichtung nach Fig. 1 bei einem warmen
Motor und Fig. 3 eine abgewandelte Ausführungsform.
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Fig. 1 zeigt im Schnitt eine Ölwanne 10, welche unterhalb eines nicht
dargestellten Motors angeordnet ist.
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Von einer schematisch dargestellten Ölpumpe 12 führt eine Leitung
14 nach unten in einen Topf 16, welcher beispielsweise über drei einstellbare Schrauben
18 mit der Leitung 14 verbunden ist. Der Topf 16 ist in seinem Bodenbereich mit
einer öffnung 20 ausgebildet, welche bei kaltem Motor durch eine untere Bodenwand
22 eines als Doppelventil wirkenden Bodenverschlußes 24 verschloßen ist.
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Im Inneren der Leitung 14 ist ein Thermostat 26 befestigt, dessen
auf Hitze ansprechender Kolben 28 mit einem in der Leitung 14 geführten zylindrischen
Bereich 30 des Bodenverschlußes 24 verbunden ist, der sich an einen trichterförmigen
Bereich 32 anschließt. In dem trichterförmigen Ansatz 32 ist ein Ölsieb 33 vorgesehen.
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In relativ geringem Abstand vom oberen Rand des Topfes 16 ist ein
die Ölwanne überspannendes Auffangblech 34 angeordnet, das mit einem nach unter
geführten Rand 36 in Abstand von der Wandung des Topfes 16 in diesen Topf hineingeführt
ist. Der innerhalb der Ölwanne sich einstellende Spiegel der Ölmenge ist mit 38
bezeichnet.
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Fig. 2 zeigt die Vorrichtung nach Fig. 1, jedoch mit dem Unterschied,
daß infolge der Erwärmung des in dem Topf sich befindlichen Öls der Thermostat 26
den als Doppelventil wirkenden Bodenverschluß nach unten gedrückt hat. Dadurch sitzt
der trichterförmige Ansatz auf der Innenseite des Ringbereichs des Topfes 16 auf,
während gleichzeitig eine Verbindung zu der Ölmenge geschaffen ist, die außerhalb
von dem Topf in der Ölwanne vorhanden ist.
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Die Arbeitsweise der Vorrichtung wird nachstehend erläutert. Bei kaltem
Motor liegt die untere Bodenwandung 22 des Doppelventils 24 an der Unterseite des
Topfes an.
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Wenn der Motor gestartet wird, wird durch die ölpumpe 12 Öl aus dem
Inneren des Topfes durch das ölsieb 33, den trichterförmigen Ansatz 32, das Zylinderstück
30, vorbei an dem Thermostaten 26 durch die Leitung 14 zur Ölpumpe befördert. Von
der Ölpumpe gelangt das Öl an die Lager der Kurbelwelle und der anderen Motorteile,
nimmt dort seine Schmieraufgabe wahr und tropft nach unten, um in Richtung der Ölwanne
zu fließen. Da in der Ölwanne das Ölauffangblech 34 angeordnet ist, wird das abtropfende
Öl immer zurück in den Topf 16 geleitet. Solange das ÖL eine Temperatur von beispielsweise
800 nicht erreicht hat, hält der Thermostat 26 die untere Bodenwandung 22 angezogen,
so daß jeweils nur das im Topf befindliche Öl in den Kreislauf gebracht wird. Wenn
dieses bl nun erwärmt wird, wird der Thermostat 26 aktiviert, wobei dieses das Doppelventil
24 nach unten drückt. Dabei wird die Verbindung zu dem öl in dem Topf geschlossen
und dafür die Verbindung zu der Ölmenge, die sich außerhalb des Topfes 16 befindet,geöffnet.
Dieser Vorgang erfolgt aber nicht schlagartig, so daß während auch einer übergangsphase
sowohl öl aus dem Topf als/Öl außerhalb des Topfes angesaugt wird.
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Da der Rand des Ölauffangbleches im Abstand zu der Innenwandung des
Topfes 16 in den Topf hineingeführt ist, kann
das in den Topf hineinfließende
Öl zwischen Ölauffangblech und Topf innenwandung hochsteigen und außerhalb des Topfes
in die Ölwanne abfließen. Dadurch ergibt sich in dem Topf ein Spiegel für das Öl,
der mit 40 bezeichnet ist.
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Der Topf 16 kann so groß dimensioniert sein, daß die Ölmenge ausreicht,
um eine ständiger Ölfluß über die Ölpumpe zu den Lagern und zurück in den Topf zu
bewirken.
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Dadurch wird verhindert, daß durch die Ölpumpe Luft angesaugt wird,
da immer eine ausreichende Ölmenge in dem Topf vorhanden ist. Wenn der Topf kleiner
dimensioniert werden soll muß gesichert sein, daß am Anfang ausreichend Öl für den
kleinen KreislauE zur Verfügung steht. Das kann dadurch erfolgen, daß der Topf 16
mit einer seitlichen Öffnung 42 ausgebildet wird, die bei normalem Betrieb durch
einen Verschluß 44 verschlossen wird. Beim Starten des Motors wird für eine kurze
Zeit die Öffnung 42 freigegeben, so daß Öl aus der außerhalb des Topfes befindlichen
Ölmenge angesaugt werden kann. Die Steuerung des Verschlußes 44 kann dabei über
einen Magnetschalter 46 erfolgen, der über ein Relais beispielsweise für drei oder
vier Sekunden aktiviert wird. Eine weitere Möglichkeit, die Ölzufuhr zu sichern,
kann darin bestehen, daß in dem Randbereich des Bodens Öffnungen ausgebildet sind,
die mit entsprechend ausgebildeten Öffnungen in der unteren Bodenwandung 22 des
Doppelventils fluchten, wenn zum Starten des Motors Öl aus der großen Ölmenge angesaugt
werden soll. Nach kurzer Zeit könnte dann eine Verdrehung der unteren Bodenwandung
erfolgen, so daß die öffnungen in dem Bodenring verschlossen werden.
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Die untere Bodenwandung 22 ist, wie aus Fig. 1 zu ersehen, über eine
Feder 48 abgestützt, so daß sie sich jeweils der Unterseite des Topfes angleichen
kann. Wie aus Fig.3 zu ersehen ist, kann der Temperaturfühler 51 eines Ölfernthermometers
im Inneren des Topfes 16 angeordnet sein, da das von den Lagern zurücklaufende öl
immer in
den Topf 16 gelangt. Da bei der Vorrichtung geringe Leckagen
unbedeutend sind, kann auf aufwendige Dichtungselemente verzichtet werden. Die Vorrichtung
kann mit einfachen Mitteln konstruiert werden und kann beispielsweise durch einfaches
Verschrauben mit dem Ansaugstutzen der Ölpumpe auch in bereits betriebene Motore
nachgerüstet werden. Durch das Ölauffangblech wird gleichzeitig verhindert, daß
Öl bei extremen Flieh-, Brems- oder Beschleunigungskräften gegen die Kurbelwelle
planschen kann. Durch die Ausgestaltung des Doppelventils wird Öl immer in etwa
von derselben Ebene innerhalb der Ölwanne angesaugt. Die Teile der Vorrichtung wie
Topf, Leitung, trichterförmiger Ansatz usw. sind vorzugsweise zylindrisch bzw. rund
ausgebildet. Es ist aber ebenso möglich, jeden anderen Querschnitt zu verwenden.
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An dem Thermostaten kann eine Einstellschraube (nicht gezeigt) angeordnet
sein, mit der der Thermostat auf eine bestimmte Auslösetemperatur eingestellt werden
kann.