DE3742315A1 - Schmier- und/oder kuehlmediumbehaelteranordnung, insbesondere fuer eine brennkraftmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Schmier- und/oder Kühlmediumbehälteranordnung ge­ mäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. In erster Linie ist dabei an Behäl­ teranordnungen im Rahmen eines Umlauf-Schmiersystems einer Brennkraftmaschine für Kraftfahrzeuge gedacht, jedoch läßt sich die Erfindung mit Vorteil auch in anderen Fällen einsetzen, in denen es darum geht, bei Beginn des Betriebs der jeweils zu schmierenden bzw. zu kühlenden Einrichtung den Umlauf mit einer verhältnismäßig geringen Menge dieses Mediums vorzunehmen, damit sich dieses relativ schnell erwärmt, und nach Erwärmung der Einrichtung und dieses Teils des Mediums das Volumen in dem in der Regel größeren Vorratsbehälter zuzuschal­ ten.

Die aus der DE-OS 22 63 282, F 01 M 5/00, bekannte gattungsbildende Behälteran­ ordnung betrifft den bevorzugten Einsatzfall der Erfindung, nämlich im Rahmen des Schmierölkreislaufs einer Brennkraftmaschine, und enthält in einem gemein­ samen Gehäuse, durch eine Überlaufwand getrennt, den relativ kleinen Umlaufbe­ hälter und den größeren Vorratsbehälter für das Schmieröl. In den Umlaufbehäl­ ter mündet die Ausgangsleitung einer Vorförderpumpe ein, die von den Schmier­ stellen in der Brennkraftmaschine kommendes, erwärmtes Öl aus der üblichen Öl­ wanne in den Umlaufbehälter fördert, der nur durch einen Überlauf im oberen Teil der Zwischenwand mit dem Vorratsbehälter in Verbindung steht. Von den Bö­ den beider Behälter gehen Leitungen aus, von denen je nach Öltemperatur die aus dem Umlaufbehälter kommende (bei niedriger Temperatur) oder die aus dem Vorratsbehälter kommende (bei höherer Öltemperatur) mit der Saugseite einer Förderpumpe verbunden wird, die die Schmierstellen der Brennkraftmaschine mit Öl beliefert. Durch Einschaltung eines thermostatisch gesteuerten Ventils für die beschriebene Umschaltung ist also sichergestellt, daß die Umlaufschmierung der Brennkraftmaschine im kalten Zustand derselben und des Schmieröls nur mit einer verhältnismäßig kleinen, sich daher schnell erwärmenden Ölmenge vorge­ nommen wird, während nach dem Warmlauf der Maschine die Schmierung in erster Linie mit dem relativ kühlen Öl aus dem Vorratsbehälter sichergestellt wird;, dabei strömt über den Überlauf aus dem Ölsumpf in den Umlaufbehälter geliefer­ tes Öl in den Vorratsbehälter über.

Bei der bekannten Behälteranordnung erfolgt durch das thermostatisch gesteuer­ te Ventil also eine Umschaltung der Saugseite der Förderpumpe zwischen den beiden Behältern; Zwischenstellungen des Ventils sind offenbar nicht vorgese­ hen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Behälteranordnung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1, das heißt unter Wahrung ihrer Vorteile hinsichtlich der Anpassung des jeweils in Umlauf befindlichen Ölvolumens an die jeweilige Temperatur der Maschine bzw. des Öls, dahingehend zu verbessern, daß sich der Einsatz eines besonderen, thermostatisch gesteuerten Ventils und der damit verbundende Leitungsaufwand erübrigen.

Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe besteht in den kennzeichnenden Merk­ malen des Hauptanspruchs, vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung beschreiben die Unteransprüche.

Die Erfindung vermeidet zusätzliche Einrichtungen zur temperaturabhängigen Veränderung des in den eigentlichen Medienumlauf jeweils eingeschalteten Öl­ volumens dadurch, daß sie die thermischen Eigenschaften des Öls zur allmäh­ lichen Zuschaltung des Ölvolumens im Vorratsbehälter ausnutzt. Sobald sich nämlich die relativ kleine Menge des Schmier- oder Kühlmediums, das im fol­ genden der Einfachheit halber als Öl bezeichnet wird, im Umlaufbehälter in­ folge Erwärmung ausdehnt, fließt etwas von diesem erwärmten Öl über den Über­ lauf in den Vorratsbehälter, der noch mit kaltem Öl gefüllt ist, so daß sich der Druck in diesem Behälter im Bereich des bodennahen Kanals vergrößert und demgemäß im wesentlichen kälteres Öl durch den Kanal in den bodennahen Bereich des Umlaufbehälters nachfließt. Dieser Vorgang wiederholt sich laufend, wobei die Strömung sowohl von warmem Öl als auch von Blowby-Gasen aus dem Umlaufbe­ hälter unterstützt wird, wenn man die Merkmale des Patentanspruchs 2 vorsieht. Eine entsprechende Wirkung hat auch eine eventuelle Ölverschäumung im Umlauf­ behälter.

Ein besonderer Vorteil der Erfindung ist darin zu sehen, daß sie, wie auch die Patentansprüche 4 und 6 zum Ausdruck bringen, weitgehende Freiheit hin­ sichtlich der Gestaltung der Behälteranordnung läßt.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung für den Fall eines Schmiersystems ei­ ner Kraftfahrzeug-Brennkraftmaschine wird im folgenden anhand der Zeichnung erläutert.

Es sei angenommen, daß die einen bekannten und daher im einzelnen nicht zu beschreibenden Aufbau besitzende, den Zylinderkopf 1 mit der zu schmieren­ den Ventilsteuerung und die Ölwanne 2 zum Auffangen erwärmten Öls aufweisen­ de Brennkraftmaschine 3 quer im Fahrzeug und damit auch quer zu der durch den Pfeil 4 angedeuteten Fahrtrichtung eingebaut ist.

Das in der Ölwanne 2 aufgefangene Öl wird über die Steigleitung 5 in den Um­ laufbehälter 6 gefördert, von dessen Boden die zu den einzelnen Schmierstel­ len der Maschine liefernde Förderpumpe 7 abgeht. Auch in der Steigleitung 5 kann eine Pumpe für Öl und Blowby-Gase vorgesehen sein, die, da der Kurbel­ raum nicht belüftet ist, auf diesem Wege abgeführt werden. Es ist jedoch auch möglich, unter Ausnutzung des durch diese Gase im Kurbelraum über dem Spiegel in der Ölwanne 2 erzeugten Drucks den beschriebenen Öl- und Gastransport durch die Steigleitung 5 allein durch die Druckdifferenz hervorzurufen.

Das zur Schmierung der Ventilsteuerung im Zylinderkopf 1 verwendete Öl wird nicht in die Ölwanne 2, sondern über die Rückführleitung 8 direkt in den Um­ laufbehälter 6 zurücktransportiert.

Über die Überlaufleitung 9 und die bodennahe, mit dem Rückschlagventil 10 aus­ gerüstete Leitung 11 steht der Umlaufbehälter 6 in Verbindung mit dem in glei­ cher Höhe angeordneten Ölvorratsbehälter 12, der als einziger der beiden Be­ hälter bei 13 mit einer Entlüftung ausgerüstet ist. Zur Erhöhung des beschrie­ benen Druckgefälles zwischen Kurbelraum einerseits und Umlaufbehälter 6 ande­ rerseits kann es zweckmäßig sein, die Entlüftung 13 mit dem Saugrohr der Brenn­ kraftmaschine 3 zu verbinden.

Bei 14 ist eine Vergrößerung der mit wärmeerzeugenden Bereichen der Brenn­ kraftmaschine 3 in Verbindung stehenden Wand des Umlaufbehälters 6 angedeutet, wodurch eine relativ schnelle Erwärmung des Öls in diesem Behälter insbesonde­ re während des Warmlaufs der Maschine 3 sichergestellt wird.

Beim Starten der Maschine liegen die in der Figur dargestellten Verhältnisse vor, das heißt die Ölspiegel 15 und 16 in den beiden Behältern liegen auf gleicher Höhe etwas unterhalb der Einmündungsstellen der auch als Entlüftungs­ leitung für den Umlaufbehälter 6 dienenden Überlaufleitung 9. Das aus dem Zy­ linderkopf 1 zurückkommende erwärmte Öl wird unmittelbar in den Umlaufbehälter 6 zurückgefördert, und auch aus der Ölwanne 2 wird erwärmtes Öl über die Steig­ leitung 5 nachgeliefert. Infolge der Erwärmung dehnt sich das Ölvolumen im Um­ laufbehälter 6 aus, so daß der Spiegel 16 schließlich in die Höhe der Mündung der Überlaufleitung 9 gelangt und, unterstützt durch die diese durchströmenden Blowby-Gase, etwas warmes Öl in den Vorratsbehälter 12 überläuft.

An der Einmündungsstelle der bodennahen Leitung 11 in den Behälter 12 ergibt sich somit ein höherer Druck, so daß kälteres Öl aus dem Vorratsbehälter 12 in den Umlaufbehälter 6 nachströmt. Zum einen hat dies die Einhaltung eines vorgegebenen Ölspiegels in dem Umlaufbehälter 6 zur Folge, und zum anderen bedeutet dies eine zunehmende Einschaltung des kühleren Öls im Vorratsbehäl­ ter 12 in den die Maschine 3 einschließenden Ölkreislauf, so daß bei warmer Maschine stets etwas kühleres Öl in die Umlaufschmierung gelangt.

Das Rückschlagventil 10 ist so angeordnet, daß es stets eine Strömung im be­ schriebenen Sinne, das heißt in den Umlaufbehälter 6 hinein, zuläßt, dagegen ein Leerlaufen dieses Behälters durch Schließen verhindert. Ein derartiges Leerlaufen würde auftreten bei starken Fahrbeschleunigungen in Richtung des Pfeils 4 oder beim Bergauffahren des Fahrzeugs. Starke Bremsbeschleunigungen bzw. Bergabfahren haben keinen nachteiligen Effekt auf die Schmierung, da das dann die Leitung 11 in Fahrtrichtung durchströmende Öl lediglich für einen höheren Ölspiegel im Umlaufbehälter 6 sorgen würde, der nach erneuter hori­ zontaler Ausrichtung des Fahrzeugs sich über die Überlaufleitung 9 ausglei­ chen kann.

In dem figürlich gezeigten Ausführungsbeispiel ist angenommen, daß die beiden Behälter 6 und 12 getrennte Gehäuse aufweisen und über Leitungen 9 und 11 miteinander verbunden sind. Es ist jedoch auch möglich, diese beiden Behälter in einem gemeinsamen Gehäuse anzuordnen, das durch eine Zwischenwand unter­ teilt ist, die in ihrem oberen Bereich eine Überlauföffnung und in ihrem unte­ ren Bereich eine die Leitung 11 ersetzende Öffnung besitzt.

Wie auch die Beschreibung des Ausführungsbeispiels zeigt, ist mit der Erfin­ dung eine Behälteranordnung geschaffen, die selbsttätig ohne zusätzliche Ein­ richtungen, wie Thermostatventile, eine Angleichung der Temperatur des Schmier- oder Kühlmediums an die Erfordernisse der damit zu versorgenden Einrichtung, beispielsweise einer Brennkraftmaschine, sicherstellt.

Claims (7)

1. Schmier- und/oder Kühlmediumbehälteranordnung mit einem Umlaufbehälter, der mit der Saugseite einer zu Schmier- und/oder Kühlstellen insbesondere einer Brennkraftmaschine fördernden Förderpumpe verbunden ist und der mit rück­ fließendem Medium beliefert wird, und mit einem zumindest ungefähr in glei­ cher Höhe angeordneten Vorratsbehälter, wobei beide Behälter in ihren obe­ ren Bereichen über einen Überlauf in Strömungsverbindung stehen, dadurch gekennzeichnet, daß sich zwischen den Bodenbereichen beider Behälter (6, 12) ein Kanal (11) für die Strömung des Mediums aus dem Vorrats- (12) in den Umlaufbehälter (6) erstreckt und der Überlauf (9) höhenmäßig zwischen dem sich bei kaltem und dem sich bei warmem Medium im Umlaufbehälter (6) einstellenden Spiegel desselben liegt.

2. Behälteranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß nur der Vor­ ratsbehälter (12) mit einer Entlüftung (13) versehen ist und der Überlauf (9) den Entlüftungskanal des Umlaufbehälters (6) bildet.

3. Behälteranordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß im Kanal (11) ein Rückschlagventil (10) angeordnet ist.

4. Behälteranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch getrennte Anordnung beider Behälter (6, 12) und Ausbildung von Überlauf und Kanal durch Leitungen (9, 11).

5. Behälteranordnung nach Anspruch 4 dadurch gekennzeichnet, daß bei einer Wärme entwickelnden Maschine (3) der Umlaufbehälter (6) in Wärmekontakt mit dieser steht.

6. Behälteranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß beide Behälter (6, 12) ein gemeinsames Gehäuse besitzen und der Über­ lauf sowie der Kanal durch Ausnehmungen in einer Zwischenwand gebildet sind.

7. Behälteranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer Brennkraftmaschine (3) mit Zylinderkopfschmierung und Ölwanne (2) der Umlaufbehälter (6) getrennt mit aus dem Zylinderkopf (1) rückströ­ mendem Medium sowie Medium aus der Ölwanne (2) beliefert wird.