DE4102588A1 - Trockensumpf-schmiersystem - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Trockensumpf-Schmiersystem der im Oberbe­ griff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art.

Aus "HÜTTE<" Teil A, 28. Auflage, Seiten 808, 809 ist es bekannt, bei einem Trockensumpf-Schmiersystem in der Ölwanne eine Ölpumpe anzu­ ordnen, die das Öl in einen Ölbehälter fördert, aus dem die Öl-Haupt­ pumpe versorgt wird. Trockensumpf-Schmiersysteme werden bei mo­ dernen, zumeist hochdrehenden Hochleistungsmotoren verwendet, weil sie eine seichte Ölwanne und damit eine niedrige Motorbauhöhe ermögli­ chen, und bei extremen Betriebsbedingungen wie Schräglage des Mo­ tors, hohe Querbeschleunigungen, niedrigen und hohen Temperaturen eine zuverlässige Schmierung garantieren. Auch unterbleibt bei einer Trockensumpfschmierung das unerwünschte Aufschäumen und Schwap­ pen des Schmieröls unterhalb der Kurbelwelle, weil die im Trocken­ sumpf vorhandene Ölmenge minimal ist.

Aus der DE-OS 39 06 759 ist ein herkömmliches Druckumlauf-Schmier­ system mit in der tief ausgebildeten Ölwanne gespeichertem Öl be­ kannt, wobei neben der in der Ölwanne angeordneten und den Schmierkreislauf versorgenden Öl-Hauptpumpe in einem Ölnebenkreis­ lauf mit zusätzlichen Behältern weitere Dosierpumpen untergebracht sind. Es ist dies jedoch ein spezielles Schmiersystem mit laufender Er­ neuerung des Öls und Beseitigung verbrauchten Öls.

Bei einem aus der DE-AS 16 00 352 bekannten Schmiersystem mit her­ kömmlicher, tiefer Ölwanne und darin angeordneter Öl-Hauptpumpe für den Schmierkreislauf des Motors ist ein Öl-Nebenkreislauf mit Versor­ gungs- und Rückführpumpen vorgesehen, der zum Betreiben einer Zentral-Schmieranlage dient.

Bei aus der Praxis bekannten Trockensumpf-Schmiersystemen werden die aus den Trockensumpf absaugende Ölpumpe und die Öl-Hauptpumpe von eigenen Antriebseinrichtungen angetrieben. Dafür ist ein hoher baulicher Aufwand notwendig und es wird Raumbedarf innerhalb des Motors oder in der Peripherie des Motors benötigt, der vielfach nur ungenügend vorhanden ist. Außerdem deckt ein derartiger Sonderan­ trieb für die Ölpumpe, die meistens mit Riementrieb betrieben wird, den Zugang zum eigentlichen Motorblock ab.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Trockensumpf-Schmier­ system der eingangs genannten Art zu schaffen, die unter Beibehalt der Vorteile der Trockensumpf-Schmierung baulich einfach ist und kompakte Motorabmessungen ermöglicht.

Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den im kennzeichnen­ den Teil des Patentanspruchs angegebenen Merkmalen gelöst.

Bei dieser Ausbildung läßt sich der einzige und beiden Ölpumpen ge­ meinsame Antrieb platzsparend im oder am Motor unterbringen. Ein einziger, gemeinsamer Antrieb läßt sich konstruktiv einfach gestalten. Das Gewicht und die bewegten Massen sind gering. Die Vorteile der Trockensumpfschmierung kommen unverändert zum Tragen, weil der Trockensumpf eine extrem flache Ölwanne ermöglicht, so daß der Motor optimal tief einbaubar und die flache Ölwanne gegen Beschädigungen stabil und mit Versteifungen zu gestalten ist.

Im Hinblick auf eine möglichst geringe Bauhöhe des Motors ist die Ausführungsform von Anspruch 2 vorteilhaft. Der innenliegende Boden der Ölwanne läßt sich ganz nahe unter die Kurbelwangen setzen. Die Ölwanne kann ausgesteift und verrippt und wünschenswert flach bzw. glatt gestaltet sein.

Wichtig ist ferner das Merkmal von Anspruch 3, weil ein Zwangsantrieb für einen Dauerbetrieb beider Ölpumpen sorgt. Zweckmäßigerweise ist die Ölpumpe im Trockensumpf leistungsfähiger ausgelegt als die Öl-Hauptpumpe, so daß die Ölwanne und der Trockensumpf praktisch trocken bleiben, unabhängig davon, welche Betriebstemperatur das Öl hat und wieviel Öl aus dem Schmierkreislauf in die Ölwanne abläuft.

Gemäß der zweckmäßigen Ausführungsform von Anspruch 4 bean­ sprucht die Ölpumpe im Trockensumpf extrem wenig Platz. Die An­ saugschächte leiten das ablaufende Öl zur Ölpumpe, ohne daß es mit den Kurbelwangen oder anderen bewegten Elementen in der Ölwanne in Kontakt käme.

Wichtig ist ferner die Ausführungsform gemäß Anspruch 5, weil solche Pumpen klein bauen, leistungsfähig und dauerstandfest sind und mit geringer Antriebsleistung auskommen.

Eine baulich einfache und zweckmäßige Ausführungsform geht aus An­ spruch 6 hervor. Die beiden Ölpumpen sind sozusagen aufeinander ausgerichtet. Sie werden antriebsseitig durch die gemeinsame An­ triebswelle angetrieben und gekoppelt. Die Antriebswelle wird über das Schneckenradgetriebe zwangsgetrieben. Für die Antriebswelle und das Schneckenradgetriebe sind zur Lagerung und Unterbringung nur kleine Räume notwendig, die in einem durchschnittlichen Kurbelgehäuse ohne größeren baulichen Aufwand vorhanden sind.

Es hat sich als besonders vorteilhaft erwiesen, die Merkmale des An­ spruchs 7 zu nutzen. Weil die Ölpumpen mit keinen großen Drehmo­ menten angetrieben werden, kann die gemeinsame Antriebswelle sehr schlank ausgebildet sein, die sich infolgedessen einfach und platzspa­ rend in der Kurbelwellengehäusewandung unterbringen läßt. Ob die Antriebswelle im Gehäuse verläuft oder direkt an der Wandung mit einfachen Auflagern gehalten wird, hängt jeweils von den vorhandenen Platzverhältnissen ab. Beide Ausführungen erfordern sehr wenig Platz.

Besonders wichtig ist ferner die Ausführungsform von Anspruch 8, weil über die Zwischenwelle die beiden Ölpumpen von der zumeist in Fahrtrichtung vorne liegenden Zahnriemen entfernt positioniert sein können. Die Zwischenwelle überbrückt den Abstand zu den im Hinblick auf schmiertechnische Belange gewählten Position der gemeinsamen Achse der beiden Ölpumpen. Über den Zahnriemenantrieb läßt sich eine optimale Über- oder Untersetzung der Kurbelwellendrehzahl vor­ her wählen. Ferner arbeitet der Zahnriemenantrieb zusammen mit dem Schneckenradantrieb geräuscharm und vibrationsfrei. Über das Schneckenradgetriebe ist eine weitere Möglichkeit gegeben, eine Dreh­ zahlüber- oder -untersetzung für die Ölpumpen zu wählen.

Im Hinblick auf eine lange Lebensdauer des Motors und auf gleichblei­ bende Schmiereigenschaften des Öls ist die Ausführungsform von An­ spruch 9 vorteilhaft. Das Ölfilter hält Rückstände im Öl zurück. Ggfs. ist das Ölfilter auch stromauf der Öl-Hauptpumpe vorgesehen.

Vorteilhaft ist ferner die Ausführungsform gemäß Anspruch 10, weil das von der Ölpumpe im Trockensumpf abgesaugte und ggfs. ver­ schmutzte Öl vor seinem Eintritt in den Ölbehälter schon gereinigt wird.

Zweckmäßig ist ferner die Ausführungsform gemäß Anspruch 11, bei der das Öl vor oder nach dem Schmierkreislauf gekühlt wird. Hier ist es besonders zweckmäßig, zwei fördernde Pumpen zu haben, weil sich damit ein wirkungsvoller Öldurchsatz durch den Ölkühler erzielen läßt.

Eine Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes wird nachstehend anhand der Zeichnung erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Ansicht eines Motorinnenteils und

Fig. 2 einen Schnitt in der Ebene II-II in Fig. 1.

Von einem Verbrennungskraftmotor M ist eine flache Ölwanne 1 er­ kennbar, die unten an einem nur teilweise angedeuteten Kurbelgehäuse 2 befestigt ist. Im Kurbelgehäuse 2 ist eine Kurbelwelle 3 in üblicher Weise gelagert, an der über Pleuel 4 Kolben 5 angelenkt sind. Die Kolben 5 sind in einem nicht dargestellten Motorblock enthalten. Am Stirnende der Kurbelwelle 3 ist ein Ritzel 6 befestigt, das in üblicher Weise einen Zahnriemen 7 treibt, der über nicht näher dargestellte Hilfsaggregate laufen kann.

In der Ölwanne 1 sind Ansaugschächte oder auch Öl-Rückführkanäle 8 integriert, die zu einem geringfügig vertieft ausgebildeten Trocken­ sumpf T führen, der als muldenförmige Vertiefung 9 ausgebildet ist.

Der Motor M ist mit einem Trockensumpf-Schmiersystem ausgestattet. Im durch ein Kästchen 10 angedeuteten Motor M sind mehrere zu ver­ sorgende Schmierstellen und Schmierleitungen 11 vorgesehen. Diese werden über eine Leitung 12 von einer Öl-Hauptpumpe H versorgt, die am Kurbelgehäuse 2 schrägstehend befestigt ist. Die Öl-Hauptpumpe 11 ist zweckmäßigerweise eine Zahnradpumpe. Sie ist saugseitig über eine Leitung 13 mit einem schematisch angedeuteten Ölbehälter 14 verbun­ den, aus dem sie Öl ansaugt und über eine Leitung 15 in ein am Kur­ belgehäuse 2 befestigtes Ölfilter 16 fördert. Nach Durchgang durch das Ölfilter 16 strömt das Öl über eine Leitung 12 zu den Schmierstel­ len und Schmierleitungen 11. Das Ölfilter 16 ist mit einer Halterung 17 festgelegt und in üblicher Weise leicht austauschbar.

Im Trockensumpf T ist eine Ölpumpe P koaxial und im Abstand unter­ halb der Öl-Hauptpumpe H liegend angeordnet. Für die beiden Ölpum­ pen H, P ist ein einziger gemeinsamer Antrieb A im Kurbelgehäuse 2 vorgesehen. Antriebsseitig werden die beiden Ölpumpen H, P über eine gemeinsame Antriebswelle 18 gekoppelt, die stehend angeordnet und über ein Schneckenradgetriebe mit einer liegend angeordneten Zwischenwelle 21 gekoppelt ist. Auf der Antriebswelle sitzt ein Schneckenrad 19, das mit einem Schneckenrad 20 auf der Zwischen­ welle 21 kämmt. Die Zwischenwelle 21 ist im Kurbelgehäuse 2 drehbar gelagert und trägt stirnseitig ein Antriebsrad 22, über das der Zahn­ riemen 7 läuft. Die Elemente Ritzel 6, Antriebsrad 22 und Zahnriemen 7 bilden den Zahnriemenantrieb Z.

Die Ölpumpe P ist flach und besitzt einen zentralen Druckanschluß 25, von dem eine Druckleitung 23 zur Halterung 17 des Ölfilters 16 und weiter über eine Leitung 24 zum Ölbehälter 14 führt. Ggfs. wird das von der Ölpumpe P geförderte Öl auch durch das Ölfilter 16 gedrückt, um mitgenommene Verunreinigungen auszufiltrieren.

Die Antriebswelle 18 und die Zwischenwelle 21 sind seitlich im Kurbel­ gehäuse untergebracht. Die Öl-Hauptpumpe H liegt etwa auf der Höhe der Kolben 5 und etwas weiter außen als die Ölpumpe P. Demzufolge ist die Antriebswelle 18 von unten nach oben und schräg nach außen geneigt.

In Fig. 2 ist erkennbar, daß die Zwischenwelle 21 auf der den Kolben 5 zugewandten Seite der Antriebswelle 18 liegt. Um die Zwischenwelle 21 möglichst nahe an die Antriebswelle 18 hinsetzen zu können, könnte das Schneckenrad 20 auch direkt in die Zwischenwelle 21 eingefräst sein.

Ein nicht dargestellter Ölkühler könnte an eine der beiden Ölpumpen oder an beide Ölpumpen angeschlossen sein. Im Betrieb saugt die Öl-Hauptpumpe H aus dem Behälter 14 Öl an und versorgt über das Öl­ filter 16 den Schmierkreislauf des Motors. In das Kurbelgehäuse 2 zur Ölwanne 1 ablaufendes Öl wird in den Trockensumpf T geleitet und von dort über die Ölpumpe P in den Ölbehälter 14 gefördert.

Claims (11)

1. Trockensumpf-Schmiersystem eines Verbrennungskraftmotors, mit einem in der Ölwanne angeordneten Trockensumpf, aus dem eine Öl­ pumpe abgelaufenes Öl in einen Ölbehälter pumpt, und mit einer an den Ölbehälter angeschlossenen Öl-Hauptpumpe zum Versorgen des Schmierkreislaufs im Motor, dadurch gekennzeichnet, daß für beide Ölpumpen (P, H) ein einziger gemeinsamer Antrieb (A) vorgesehen ist.

2. Trockensumpf-Schmiersystem nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Ölpumpe (P) für aus dem Trockensumpf (T) in den Ölbehälter (14) zu förderndes Öl direkt im Trockensumpf (T) angeord­ net ist.

3. Trockensumpf-Schmiersystem nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der gemeinsame Antrieb (A) ein Zwangsantrieb für beide Ölpumpen (P, H) ist.

4. Trockensumpf-Schmiersystem nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Ölpumpe (P) flach ausgebildet und liegend im Trockensumpf (T) angeordnet ist, und daß in die Ölwanne (1) zum Trockensumpf (T) führende Ansaugschächte (8) integriert sind.

5. Trockensumpf-Schmiersystem nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Ölpumpe (P) eine Zahnrad- oder Flügelradpumpe mit oberseitigem, zentralem und axialem Druckauslaß (25) ist.

6. Trockensumpf-Schmiersystem nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die beiden Ölpumpen (H, P) voneinander beabstandet und koaxial übereinander angeordnet sind, und daß der gemeinsame Antrieb (A) eine beide Ölpumpen (H, P) antriebsseitig koppelnde, ste­ hende Antriebswelle (18) sowie ein Schneckenradgetriebe für die An­ triebswelle (18) aufweist.

7. Trockensumpf-Schmiersystem nach Anspruch 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die die beiden Ölpumpen (H, P) verbindende Antriebs­ welle (18) bevorzugt im Kurbelwellengehäuse (2) oder an der Kurbel­ wellengehäusewandung gelagert ist.

8. Trockensumpf-Schmiersystem nach Anspruch 6 oder 7, dadurch ge­ kennzeichnet, daß ein Schneckenrad (19) auf der Antriebswelle (18) mit einem Schneckenrad (20) auf einer liegenden Zwischenwelle (21) kämmt, die im Kurbelgehäuse (2) gelagert und über einen Zahnriemen­ antrieb (Z) vom Motor (M), vorzugsweise von einer Kurbelwelle (3), angetrieben ist.

9. Trockensumpf-Schmiersystem nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß wenigstens ein Ölfilter (16) vorgesehen ist, an das druckseitig zumindest die Öl-Hauptpumpe (H) angeschlossen ist.

10. Trockensumpf-Schmiersystem nach Anspruch 9, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Ölpumpe (P) im Trockensumpf (T) druckseitig an das Ölfilter (16) angeschlossen ist.

11. Trockensumpf-Schmiersystem nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß wenigstens ein Ölkühler vorgesehen ist, und daß die Öl-Hauptpumpe (H) und/oder die weitere Ölpumpe (P), vorzugsweise über eine thermische Steuervorrichtung, an den Ölkühler anschließbar ist bzw. sind.