DE4037803A1 - Schmier- und/oder kuehloelversorgung fuer eine maschine, insbesondere eine brennkraftmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Schmier- und/oder Kühlölversorgung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Eine derartige, ähnlich einer Trockensumpfschmierung arbeitende Ölversorgung ist aus der DE-OS 37 11 792 in der Weise bekannt, daß die Öl­ förderleitung zu mit Öl zu versorgenden Maschinenteilen, bei­ spielsweise Lagern, von dem Ölbehälter abgeht, so daß die Steigleitung so ausgebildet und für einen derart hohen Druck im Bereich der Ölwanne gesorgt sein muß, daß die gesamte zur Schmierung bzw. Kühlung erforderliche Ölmenge aus der Ölwanne über die Steigleitung in den Ölbehälter hinauftransportiert wird. Diese bekannte Lösung besitzt also zwar den grundsätzli­ chen Vorteil, daß eine Ölpumpe zum Transport des Öls aus der Ölwanne in den Ölbehälter eingespart ist und infolge Vorhanden­ seins eines seitlich an oder in der Maschine angeordneten Ölbe­ hälters das Ölvolumen in der Ölwanne sehr klein und damit diese sehr flach gehalten sein kann, setzt aber die Einstellung ent­ sprechender Druckverhältnisse und damit einer praktisch absolu­ ten Dichtheit des Ölwannenraums gegen die Atmosphäre voraus. In der Regel stehen mit dem Ölwannenraum aber Lager für bewegte Teile, beispielsweise Kurbelwellenlager, in Verbindung, die einseitig unter Atmosphärendruck stehen. Auch ist man häufig daran interessiert, mittels eines Peilstabs den Ölstand in der Ölwanne überwachen zu können; auch die Öffnung für einen derar­ tigen Peilstab stellt eine Undichtigkeit dar.

Aus der DE-PS 29 40 235 ist auch bereits eine Einrichtung zur selbsttätigen Ergänzen des Schmieröls in der Kurbelwanne einer Brennkraftmaschine bekannt, bei der die mit einer Pumpe ausge­ rüstete Ölförderleitung saugseitig mit dem Ölvolumen der Ölwan­ ne verbunden ist. Ein gegen die Atmosphäre abgeschlossener, hö­ her gelegener Nachfüllbehälter liefert verbrauchtes Öl über ei­ ne Ventilanordnung in die Ölwanne nach. Bei dieser Einrichtung sind jedoch keine Maßnahmen zum Transport von Öl in den Nach­ füllbehälter getroffen, erst recht nicht unter Vermeidung einer zusätzlichen Pumpe durch Ausnutzung bestimmter Druckverhältnis­ se in Nachfüllbehälter und Ölwannenraum sowie der Blowby-Gase.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Ölversorgung unter Wahrung der Vorteile des eingangs beschrie­ benen Standes der Technik, insbesondere eines nur geringen Öl­ volumens in der Ölwanne und der Ausnutzung der Blowby-Gase zum Öltransport aus der Ölwanne in den Ölbehälter, zu schaffen, bei der ebenfalls ein konstanter, relativ niedriger Ölpegel in der Ölwanne sichergestellt ist, jedoch an die Druckverhältnisse zwischen Ölwannenraum und Ölbehälter und damit die Dichtheit dieser beiden Räume geringere Anforderungen gestellt werden.

Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe besteht in den kenn­ zeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs, vorteilhafte Ausbil­ dungen der Erfindung beschreiben die Unteransprüche.

Während bei dem eingangs behandelten Stand der Technik über die Steigleitung die gesamte, den Maschinenteilen zuzuführende Nutzölmenge durch die Blowby-Gase gefördert werden muß, redu­ ziert sich bei der Erfindung der Öltransport auf diejenige Öl­ menge, die in der Ölwanne zu einem Überschreiten der vorgegebe­ nen Ölpegelhöhe führen würde. Umgekehrt wird durch die Steig­ leitung aus dem Ölbehälter nur diejenige Ölmenge in die Ölwanne nachgeliefert, die zum Ausgleich des echten Ölverbrauchs führt. Daher ist es auch möglich, gemäß Anspruch 14 in dem Ölbehälter einen Ölstandssensor, beispielsweise einen Drucksensor, vorzu­ sehen, der einer Bedienungsperson, beispielsweise dem Fahrer eines mit der Maschine ausgerüsteten Kraftfahrzeugs, ein Signal liefert, wenn der Ölstand im Ölbehälter einen vorgegebenen Min­ destwert unterschreitet. Dieses Signal fordert den Fahrer auf, z. B. beim nächsten Tankstop Öl nachzufüllen, wobei in dem Öl­ behälter dann immer noch ein gewisser Ölvorrat für die Nachlie­ ferung in die Ölwanne zur Verfügung steht.

Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden an­ hand der Zeichnung erläutert, deren Figuren, teilweise im Schnitt, Stirnansichten mit der erfindungsgemäßen Ölversorgung ausgerüsteter Kraftfahrzeug-Brennkraftmaschinen wiedergeben. Auf die Darstellung des Aufbaus der Maschinen im einzelnen wur­ de verzichtet, da dieser Aufbau bekannt und für die Erfindung ohne Bedeutung ist.

Die Brennkraftmaschine ist in beiden Figuren allgemein mit 1 bezeichnet. Sie weist die in diesem Zusammenhang interessieren­ den Teile Saugrohr 2 und Ölwanne 3 auf; der Ölpegel in der Öl­ wanne ist bei 4 angedeutet. Von der Ölwanne bzw. dem Ölvolumen in dieser geht die mit der Ölpumpe 5 bestückte Ölförderleitung 6 ab, die Öl über ein leckagebehaftetes Druckleitungssystem zu zu schmierenden Stellen der Maschine, insbesondere Lagern, lei­ tet. Nach Erfüllung seiner Schmier- und/oder Kühlaufgaben tropft das Öl zurück in die Ölwanne 3.

In dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 geht von dem Ölwannen­ oder Kurbelgehäuseraum oberhalb des Ölspiegels 4 die Steiglei­ tung 7 zu dem höher gelagerten Ölbehälter 8 ab, der über den zur Abführung von Blowby-Gasen dienenden Schlauch 9 mit dem Saugrohr 2 der Maschine in Strömungsverbindung steht. Die Blow­ by-Gase gelangen also aus dem Kurbelwellen- oder Ölwannenraum durch das zum Gaseintritt offene, stets oberhalb des Ölspiegels 4 liegende Eintrittsende 10 der Steigleitung 7 und durch diese nach Austreten aus dem oberen, ebenfalls oberhalb des Ölspie­ gels 11 im Ölbehälter 9 liegenden Ende 12 in den oberen Bereich des Ölbehälters 8, der mit der Ölfalle 13 ausgerüstet ist, und werden im Betrieb der Maschine abgesaugt in die Brennräume der­ selben. Damit dabei kein in die Ölwanne 3 herabtropfendes Öl mitgerissen wird, befindet sich oberhalb des offenen Eintritts­ endes 10 der Steigleitung 7, das hier nach oben weist, die hut­ artige Abdeckung 14. Grundsätzlich wäre es auch möglich, das betreffende Ende der Steigleitung 7 zurückzubiegen, so daß die Öffnung 10 nach unten in Richtung auf den Ölspiegel 4 weist (entsprechend der Gestaltung des Steigleitungsendes im Ölbehäl­ ter 8); dann erübrigt sich die Abdeckung 14.

In dem ölwannenseitigen Endbereich der Steigleitung 7 erkennt man in diesem Ausführungsbeispiel zwei Querbohrungen 15 und 16, die etwas oberhalb des Sollwerts der Höhe des Ölpegels 4 ange­ ordnet und so klein ausgeführt sind, daß sie eine gewisse Dros­ selwirkung besitzen. Sobald der Ölpegel 4 seinen Sollwert über­ schreitet, gelangt durch zumindest eine der Querbohrungen 15 und 16 Öl in die Steigleitung 7 und wird durch die Blowby-Gase mitgerissen in Richtung Ölbehälter 8, wo dieser Ölüberschuß ge­ speichert wird.

Zur Nachlieferung verbrauchten Öls in die Ölwanne 3 sind in der Zeichnung mehrere Möglichkeiten angegeben. Eine besteht im Vor­ sehen zumindest einer Querbohrung 17 in demjenigen Bereich der Steigleitung 7, der sich innerhalb des Ölvolumens des Ölbehäl­ ters 8 befindet. Durch diese ebenfalls einen relativ kleinen Durchmesser besitzende Bohrung kann in Betriebsphasen der Ma­ schine, in denen nur geringe oder gar keine Blowbymengen auf­ treten, Öl aus dem Ölbehälter 8 in die Ölwanne 3 nachlaufen.

Eine etwaige Überschreitung des Sollpegels in der Ölwanne 3 wird beim Auftreten von Blowby-Gasen durch die Wirkung der Querbohrungen 15 und 16 wieder beseitigt.

Eine weitere Möglichkeit zum Öltransport 8 in die Ölwanne 3 be­ steht darin, in der Verbindungsleitung 18 zwischen dem Ölbehäl­ ter 8 und der Druckölleitung 19 in der Maschine 1 ein vom Öl­ druck derart gesteuertes Ventil 20 vorzusehen, daß dieses bei nichtbetriebenem Motor geöffnet ist; über Leckagen des Lei­ tungssystems 19 gelangt dann Öl aus dem Ölbehälter in die Öl­ wanne. Eine entsprechende Ventilkonstruktion beschreibt bei­ spielsweise die eingangs zitierte DE-PS 29 40 235.

Schließlich kann man aber auch ein elektrisch gesteuertes Ven­ til in einer Verbindungsleitung zwischen Ölbehälter 8 und Ma­ schine 1 bzw. Ölwannenraum andererseits vorsehen, das im Be­ darfsfall diese Verbindungsleitung durchschaltet.

Bei 21 ist ein Füllstandssensor im Ölbehälter 8 angedeutet, der der Bedienungsperson der Maschine 1 ein Signal zum Nachfüllen von Öl zukommen läßt, wenn der Ölpegel im Ölbehälter 8 einen bestimmten Wert unterschreitet. Da im Augenblick des Startens der Maschine der Ölspiegel im Ölbehälter 8 systembedingt unter seinem Sollwert liegt, darf diese Signalgabe verzögert erst dann erfolgen, wenn sich normale Betriebsverhältnisse einge­ stellt haben.

Zwar kann beim Starten der Maschine der Sollpegel in der Ölwan­ ne überschritten sein, da im Stillstand kein Blowby-Gas auf­ tritt und eine Verbindung zwischen Ölbehälter 8 und Ölwanne 3 vorliegt. Dieser Zustand ist jedoch bereits nach kurzer Be­ triebszeit der Maschine beseitigt.

Der Ölbehälter kann auch innerhalb der Maschine, z. B. inner­ halb des Ölwannenraums, angeordnet sein. Eine weitere Konstruk­ tion ist ebenfalls in der Zeichnung wiedergegeben; zwischen Öl­ behälter 8 und Ölvolumen in der Ölwanne 3 erstreckt sich ein Überlauf 22, der einen Ölmeßstab 23 aufnimmt.

In Fig. 2 sind die bereits in Fig. 1 verwendeten Bezugszei­ chen 1 bis 6 sowie 8 und 19 für dieselben Teile übernommen. Die Gaseintrittsöffnung der Steigleitung 30 liegt jedoch nicht in­ nerhalb der Ölwanne 3, was zusätzliche Maßnahmen zur Verhinde­ rung eines Öleintritts erforderlich machte, sondern ist mittels des Schlauchs 31 zu einer Stelle des Zylinderkopfs 32 der Ma­ schine 1 geführt, an der ebenfalls Blowby-Gase vorliegen. Im Zuge eines geneigten Bereichs der Steigleitung 30 erkennt man bei 33 wiederum eine Öleintrittsöffnung, so daß bei Überschrei­ ten eines vorgegebenen Ölspiegels in der Ölwanne durch die Blowby-Gase in Pfeilrichtung Öl in den Ölbehälter 8 transpor­ tiert wird. Die Öffnung 33 ist durch das Stichrohr 33′ gegen den Eintritt von Blowby-Gas geschützt. Durch den in Höhe des maximal zulässigen Ölspiegels 11 im Ölbehälter 8 angeordneten Ölfüllstutzen 34 ist sichergestellt, daß ein "Überfüllen" des Systems beim Nachfüllen von Öl nicht auftritt; wird nach Errei­ chen des maximal zulässigen Ölspiegels 11 weiter Öl nachge­ füllt, kann dieses nicht in den Ölbehälter 8 nachfließen.

In diesem Ausführungsbeispiel wird über das vom Öldruck im Lei­ tungssystem 19 angesteuerte Ventil 35 bei stehender oder lau­ fender Maschine eine Verbindung zwischen Ölbehälter 8 und Öl­ wanne 3 durchgeschaltet, die die Leitungen 36 und 37 enthält. Erfolgt die Durchschaltung bei laufender Maschine, ist zur Be­ grenzung des Durchsatzes durch die Verbindung 36 in dieser die Drossel 38 angeordnet oder wird das Ventil 35 intermittierend betätigt, um die zur Ölwanne 3 fließende Ölmenge zu begrenzen.

Mit der Erfindung ist demgemäß eine gattungsgemäße Ölversorgung geschaffen, die die Vorteile einer Anlage mit höher liegendem Ölbehälter und Ölförderung unter Ausnutzung der Blowby-Gase der Maschine wahrt, jedoch den erforderlichen Öltransport aus der Ölwanne in den Ölbehälter auf diejenige Ölmenge beschränkt, die zu einem Überschreiten des Sollpegels in der Ölwanne führen würde.

Claims (16)

1. Schmier- und/oder Kühlölversorgung für eine Maschine, ins­ besondere eine Brennkraftmaschine, mit einer mit von dieser rücklaufendem Öl gespeisten Ölwanne, einem höher als diese angeordneten Ölbehälter, einer dem Öltransport aus der Öl­ wanne in den Ölbehälter durch eine pneumatische Druckdiffe­ renz dienenden pumpenlosen Steigleitung zwischen beiden, deren Mündungsstelle oberhalb des Ölspiegels im Ölbehälter liegt, wobei die Ölwanne mit einer äußeren Atmosphäre nur über einen Entlüftungsanschluß des Ölbehälters und die Steigleitung in Verbindung steht, deren Querschnitt derart bemessen ist, daß der Öltransport durch die Steigleitung in den Ölbehälter durch im Betrieb der Maschine auftretenden Zutritt von Luft und/oder anderen Gasen hervorgerufene Druckerhöhung in der Ölwanne erfolgt, sowie mit einer pum­ penbestückten Ölförderleitung zur Maschine, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Ölförderleitung (6) von der Ölwanne (3) abgeht und die Steigleitung (7) im Bereich der Maschine (1) eine stets oberhalb des Ölspiegels (4) in der Ölwanne (3) liegende, gegen Spritz- und Tropfölzutritt gesicherte Gas­ eintrittsöffnung (10) sowie zumindest eine etwas oberhalb des gewünschten Ölspiegels liegende Öleintrittsöffnung (15, 16) besitzt, und daß dem Ölbehälter (8) ein gedrosselter Strömungsweg (17) zum Nachliefern verbrauchten Öls in die Ölwanne (3) zugeordnet ist.

2. Ölversorgung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Strömungsweg durch die Steigleitung (7) und eine be­ grenzte Öffnung (17) in dieser unterhalb des Ölspiegels (11) im Ölbehälter (8) gebildet ist.

3. Ölversorgung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Strömungsweg durch ein leckagebehaftetes Druckleitungs­ system (19) der Maschine (1) und eine Verbindung (18) zwi­ schen diesem und dem Ölbehälter (8) gebildet ist, die ein öldruckbetätigtes, nur bei stehender Maschine (1) geöffne­ tes Ventil (20) enthält.

4. Ölversorgung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Strömungsweg eine Verbindung zwischen Ölwanne (3) und Ölbehälter (8) mit einem bedarfsweise öffnenden elektroma­ gnetischen Ventil enthält.

5. Ölversorgung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Strömungsweg eine Verbindung (36, 37) zwischen Ölwanne (3) und Ölbehälter (8) mit einem nur bei laufender oder nur bei stehender Maschine (1) diese Verbindung freigebenden Ventil (35) enthält.

6. Ölversorgung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil (35) öldruckbetätigt ist.

7. Ölversorgung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeich­ net, daß daß Ventil (35) ein Elektromagnetventil ist.

8. Ölversorgung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Ventil (35) die Verbindung (36, 37) bei laufender Maschine freigibt und eine Strömungsbegren­ zung durch eine Drossel (38) und/oder getakteten Betrieb des Ventils (35) vorgesehen ist.

9. Ölversorgung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Gaseintrittsöffnung der Steigleitung (7) in der Ölwanne (3) oberhalb des Ölspiegels (4) in die­ ser liegt und in Richtung nach unten abgebogen ist.

10. Ölversorgung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Gaseintrittsöffnung (10) der Steig­ leitung (7) in der Ölwanne (3) oberhalb des Ölspiegels (4) in dieser liegt, nach oben weist und durch eine hutartige Abdeckung (14) gegen Ölzutritt gesichert ist.

11. Ölversorgung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Gaseintrittsöffnung der Steigleitung (30) zu einem oberhalb der Ölwanne (3) liegenden Teil der Maschine (Zylinderkopf 32) geführt ist.

12. Ölversorgung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Öleintrittsöffnung (33) in einem im Bereich der Ölwanne (3) verlaufenden Teil der Steigleitung (30) vorgesehen und von einem Stichrohr (33′) gegen den Zutritt von Blowby-Gas geschützt ist.

13. Ölversorgung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch ge­ kennzeichnet, daß am Ölbehälter (8) in Höhe des maximal zu­ lässigen Ölspiegels (11) in ihm ein Ölfüllstutzen (34) vor­ gesehen ist.

14. Ölversorgung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, gekenn­ zeichnet durch einen ein verzögertes Ölmangelsignal lie­ fernden Ölstandssensor (21) im Ölbehälter (8).

15. Ölversorgung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, gekenn­ zeichnet durch einen sich vom Ölbehälter (8) in die Ölwanne (3) erstreckenden Überlauf (22).

16. Ölversorgung nach den Ansprüchen 14 und 15, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Überlauf (22) einen Ölmeßstab (23) auf­ nimmt.