DE4202572A1 - Schmier- und/oder kuehloelversorgung fuer eine maschine, insbesondere eine brennkraftmaschine - Google Patents
Schmier- und/oder kuehloelversorgung fuer eine maschine, insbesondere eine brennkraftmaschineInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Schmier- und/oder Kühlölversorgung für eine Ma
schine gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Eine derartige Ölver
sorgung, wie sie aus der EP 01 88 132 A3, F01M5/00, bekannt ist, bietet die
vorteilhafte Möglichkeit, daß unmittelbar nach dem Start und während des
Warmlaufs der Maschine dieser nur eine relativ kleine Ölmenge zugeführt wird,
indem der Ölbehälter vom Ölkreislauf gleichsam abgeschaltet ist, so daß eine
schnelle Erwärmung des Öls und damit auch der Maschine sichergestellt ist. Bei
dem genannten Stand der Technik liegt in diesem kleinen Ölkreislauf ein
Kühlmittel-oder Abgaswärmetauscher, der nach kurzer Zeit und damit nach Er
wärmung des Kühlwassers bzw. der Abgase der Brennkraftmaschine eine Aufhei
zung des Öls vornimmt. Sobald dieses eine vorgegebene Mindesttemperatur er
reicht hat, erfolgt die Einschaltung auch des relativ großen Kühlmittelvo
lumens im Ölbehälter, indem dieses Kühlmittel, sobald ein vorgegebener Öl
pegel in der Ölwanne unterschritten ist, durch Öffnen eines der Verbindungs
leitung zugeordneten Ventils - dort eines Elektromagnetventils - in die Öl
wanne fließt, bis sich dort der vorgegebene Ölpegel eingestellt hat.
Im einzelnen sieht die bekannte Ölversorgung so aus, daß in Strömungsrichtung
hinter der Ölpumpe der Ölförderleitung von dieser der mit dem Thermostatven
til bestückte Ölzulauf zum Ölbehälter abgeht. Das bedeutet, daß die Ölpumpe
relativ groß ausgelegt sein muß, da sie, sobald die Mindesttemperatur des
Öls erreicht und der Mindestölpegel in der Ölwanne unterschritten ist, zwei
Ölkreisläufe speisen muß, nämlich sowohl den zur Ölversorgung der Maschine
dienenden Kreislauf, dessen Öl nach Verlassen der Maschine unmittelbar wie
der in die Ölwanne gelangt, als auch den den Ölbehälter enthaltenden Kreis
lauf, der bei Absinken des Ölpegels in der Ölwanne unter den vorgegebenen
Wert geschlossen wird. Bei diesem Stand der Technik werden also sowohl die
mit Öl zu versorgenden Stellen der Maschine als auch der Ölbehälter unmittel
bar von der Ölwanne her mit Öl beliefert.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Ölversorgung
unter Wahrung ihrer Vorteile zu schaffen, bei der die Menge des mittels der
Ölpumpe durch die Ölförderleitung zu transportierenden Öls kleiner als bei
der bekannten Konstruktion ist.
Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe besteht in den kennzeichnenden
Merkmalen des Hauptanspruchs, vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung be
schreiben die Unteransprüche.
Während bei dem diskutierten Stand der Technik die beiden Ölkreisläufe also
gleichsam parallel zueinander verlaufen, liegen sie nach Erreichen der vor
gegebenen Mindestöltemperatur bei der Erfindung in Reihe, da das Öl nach Ver
lassen der Maschine der Ölwanne nicht direkt, sondern erst nach Passieren
des Ölbehälters und der Verbindungsleitung zugeführt wird. Dies bietet die
vorteilhafte Möglichkeit einer besonders intensiven Kühlung des nach Verlas
sen der Maschine heißen Öls in dem Ölbehälter, der demgemäß auch nach Art ei
nes Ölkühlers ausgebildet sein kann. Beim Stand der Technik gelangt demgegen
über in den Ölbehälter Öl aus der Ölwanne, das ohnehin schon relativ kühl ist.
Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand der Zeich
nung erläutert, deren Figuren schematisch und teilweise im Schnitt Ölversor
gungen für Kraftfahrzeug-Brennkraftmaschinen gemäß der Erfindung wiedergeben.
Betrachtet man zunächst Fig. 1, so erkennt man bei 1 die Brennkraftmaschine
bekannten und daher im einzelnen nicht zu beschreibenden Aufbaus. Sie ist in
üblicher Weise zusammengesetzt aus dem Zylinderblock 2 und dem Zylinderkopf 3;
in beiden befinden sich Teile, wie Wellenlager und Ventiltriebe, die mit Öl
aus der Ölwanne 4 zur Schmierung und/oder Kühlung versorgt werden müssen. Zu
diesem Zweck geht unterhalb des Ölpegels in der Ölwanne 4, dessen vorgegebener
und einzuhaltender Wert bei 5 angedeutet ist, die Ölförderleitung 6 zu den ver
schiedenen mit Öl zu versorgenden Stellen der Maschine 1 ab; die Ölförderlei
tung 6 enthält die Ölpumpe 7 bekannten und daher ebenfalls nicht zu beschrei
benden Aufbaus.
Die Ölwanne 4 enthält nicht das gesamte Ölvolumen für die Versorgung der Ma
schine 1, sondern oberhalb des Ölpegels 5 findet sich der Ölbehälter 8 mit
dem vorgegebenen Ölpegel 9, der über die Verbindungsleitung 10 in Höhe des
vorgegebenen Ölpegels 5 in der Ölwanne 4 mit dieser verbunden ist. An der Ein
mündungsstelle erkennt man das Schwimmerventil 11, das dafür sorgt, daß nur
nach Absinken des Ölpegels unter den vorgegebenen Wert 5 die Mündungsöffnung
der Verbindungsleitung 10 freigegeben wird, so daß nur dann Öl aus dem Ölbe
hälter 8 durch die Verbindungsleitung 10 nachfließen kann, bis wieder der vor
gegebene Pegel 5 erreicht ist. Dann drückt der Auftrieb das Schwimmerventil
11 wieder dichtend gegen die Mündungsstelle der Verbindungsleitung 10.
Es kann zur Vermeidung eines dauernden Öffnens und Schließens des Ventils zweck
mäßig sein, beispielsweise durch eine zwischen Schwimmerventil 11 und Mündung
der Verbindungsleitung 10 angeordnete Feder den erforderlichen Auftrieb weg
abhängig zu machen, so daß zum vollständigen Schließen des Schwimmerventils 11
zunehmende Kräfte erforderlich sind.
Zum Rücktransport des Öls nach Verlassen der mit Öl zu versorgenden Stellen
der Maschine in die Ölwanne 4 dient die innerhalb der Maschine verlaufende
Rückführleitung 12. Während in den gezeichneten Ausführungsbeispielen ange
nommen ist, daß diese Leitung nur von dem aus dem Zylinderkopf 3 kommenden
Öl beaufschlagt wird, ist es grundsätzlich auch möglich, das gesamte aus der
Maschine kommende Öl in dieser Weise aufzufangen und abzuleiten. Im Zuge der
Rückführleitung 12 liegt das Thermostatventil 13, das zur wahlweisen Aufhe
bung bzw. Herstellung der Verbindung des in den Figuren oberen Bereichs der
Rückführleitung 12 mit dem Zulauf 14 zum Ölbehälter 8 dient; dieser Zulauf
mündet oberhalb des vorgegebenen Ölpegels 9 und unterhalb der Ölsperre 15 in
den Behälter 8 ein. Das Thermostatventil 13 ist in seiner den Zulauf 14 sper
renden Lage bei kalter Maschine, d. h. kaltem Öl, gezeichnet; das Öl gelangt
nach Verlassen des Zylinderkopfes 3 unmittelbar in die Ölwanne 4. Sobald sich
dagegen das Öl erwärmt hat, bewegt sich das Thermostatventil 13 in seine an
dere Lage, in der sein Ventilteller in der Darstellung der Fig. 1 also nach
links verschoben ist, so daß der obere Teil der Rückführleitung 12 sich gleich
sam im Zulauf 14 zum Ölbehälter 8 fortsetzt. Das bedeutet, daß das nunmehr er
hitzte Öl nicht direkt in die Ölwanne 4 und ggf. von dort wieder in die För
derleitung 6 gelangt, sondern zunächst zum Abkühlen in den Ölbehälter 8, der
demgemäß auch mit einer wärmeleitenden Wandung und ggf. Mitteln zur Kühlung
versehen sein kann.
Betrachtet man den Betrieb bei warmer Maschine, so erfolgt also, sobald der
Ölpegel in der Ölwanne 4 unter den vorgegebenen Wert 5 gesunken ist, infolge
Absinkens des Schwimmerventils 11 die Freigabe der ölwannenseitigen Mündung
der Verbindungsleitung 10 und damit ein Nachfüllen von abgekühltem Öl aus dem
Ölbehälter 8, bis der Schwimmer durch den Auftrieb des Öls wieder dichtend
gegen die Mündung der Verbindungsleitung 10 gedrückt wird.
Bei 16 ist ein Blowby-Leitungssystem angedeutet, das in den freien Raum 17
oberhalb des Ölspiegels im Ölbehälter 9 einmündet, und zwar ebenfalls unter
halb der Ölsperre 15, über der die Leitung 18 zum Saugrohr 19 der hier ange
nommenen Brennkraftmaschine 1 abgeht.
Zur zusätzlichen Kontrolle des Ölstands in der Ölwanne 4 dient ein üblicher
Ölpeilstab 20.
In dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 ist die Brennkraftmaschine mit
30 bezeichnet. Bei 31 erkennt man wiederum eine mit einer Ölpumpe 32 be
stückte Ölförderleitung in der Ölwanne 33. Auch ist wiederum ein Ölbe
hälter 34 vorhanden, der in diesem Ausführungsbeispiel aus zumindest be
reichsweise durchsichtigem Material besteht, so daß bei 35 mittels einer
Skaleneinteilung eine optische Kontrolle des Ölstands im Behälter 34 er
folgen kann. Auch hier ist im Behälter 34 eine Ölsperre 36 unterhalb des
Abgangs der Entlüftungsleitung 37 vorgesehen, die zum Abtransport der
Blowby-Gase und -Dämpfe in das Saugsystem 38 der Maschine dient.
In diesem Ausführungsbeispiel mündet die Verbindungsleitung 39 zwischen
Ölbehälter 37 und Ölwanne 33 in diese nicht oberhalb, sondern unterhalb
des Ölspiegels ein, und das diese Leitung 39 freigebende bzw. sperrende
Schwimmerventil 40 dient zur Freigabe bzw. zum Verschluß einer Öffnung
41 in der Bodenwand 42 des Behälters 34, die in Höhe des vorgegebenen
Ölpegels 43 in der Ölwanne 33 verläuft. Diese Öffnung 41 ist also nichts
anderes als die Einmündungsstelle der Verbindungsleitung 39 in den Ölbe
hälter 34.
Auch in diesem Ausführungsbeispiel erkennt man im Zuge der Ölrückführ
leitung 44 das Thermostatventil 45, das wiederum in Abhängigkeit von der
Öltemperatur den Ölzulauf 46 zum Ölbehälter 34 freigibt oder - wie darge
stellt - absperrt.
Diese Konstruktion mit einem einen relativ großen Durchmesser bzw. Quer
schnitt besitzenden Bereich der Verbindungsleitung 39 unterhalb des Bo
dens 42 bietet die vorteilhafte Möglichkeit, in einfacher Weise einen Dop
pelpegelsensor 47 unterzubringen, der die Ölpegel sowohl in der Ölwanne 33
als auch im Ölbehälter 34 zu erfassen gestattet. Man erhält dann leicht
eine Aussage über das tatsätzlich vorhandene Ölvolumen, das sich ja erst
aus dem Pegel in der Ölwanne 33 und im Ölbehälter 34 ergibt.
Da sich bei der erfindungsgemäßen Ölversorgung mittels des Ölbehälters 8
bzw. 34 eine sehr wirksame Kühlung des Öls erzielen läßt, kann es zweck
mäßig sein, die Ölwanne 4 bzw. 33 wärmeisolierend und ggf. auch schall
dämmend auszuführen, damit die schnelle Aufheizung des Öls bei Warmlauf
der Maschine unterstützt wird.
Mit der Erfindung ist demgemäß eine gattungsgemäße Ölversorgung geschaffen,
die eine wirksame Kühlung des heißens Öls auch ohne zusätzlichen Ölkühler
sowie bei kalter Maschine eine schnelle Erwärmung des Öls sicherstellt.
Die Wartungsintervalle können daher verlängert werden.
Claims (9)
1. Schmier- und/oder Kühlölversorgung für eine Maschine, insbesondere eine
Brennkraftmaschine, mit einer mit rücklaufendem Öl gespeisten Ölwanne,
von der unterhalb ihres Ölspiegels zumindest eine mit einer Ölpumpe be
stückte Ölförderleitung zu mit Öl zu versorgenden Stellen der Maschine
abgeht, einem höher als die Ölwanne angeordneten Ölbehälter, von dessen
Bodenbereich zur Ölwanne eine Verbindungsleitung mit einem Ventil führt,
das sie nur bei Unterschreitung eines vorgegebenen Ölpegels in der Öl
wanne zum Öltransport in diese freigibt, sowie mit einem oberhalb des
Ölspiegels im Ölbehälter in diesen mündenden Ölzulauf mit einem Thermo
statventil,das den Zulauf nur bei oberhalb eines Mindestwertes liegen
den Öltemperaturen zur Belieferung des Ölbehälters freigibt, dadurch ge
kennzeichnet, daß das Thermostatventil (13) eine mit aus der Maschine (1)
rücklaufendem Öl gespeiste Rückführleitung (12) bei Freigabe des Zulaufs
(14) mit diesem, andernfalls mit der Ölwanne (4) verbindet.
2. Ölversorgung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ölbehälter
(8) zur Ölkühlung wärmeleitende Wände besitzt.
3. Ölversorgung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das
Ventil der Verbindungsleitung (10) ein Schwimmerventil (11) ist.
4. Ölversorgung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Schwimmer
ventil (11) seiner Schließbewegung mit steigendem Ölspiegel zunehmend
Widerstand entgegensetzt.
5. Ölversorgung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,
daß eine Blowby-Leitung (16) der Maschine in den Ölbehälter (8) oberhalb
des Ölspiegels (9) einmündet und vom Ölbehälter (8) eine gegen Ölzu
tritt gesicherte Entlüftungsleitung (18) abgeht.
6. Ölversorgung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch
eine wärmeisolierende Ölwanne (4).
7. Ölversorgung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die
Verbindungsleitung (10) in die Ölwanne (4) in Höhe des vorgegebenen
Ölpegels (5) einmündet und dort das Schwimmerventil (11) angeordnet
ist.
8. Ölversorgung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet,
daß die Verbindungsleitung (39) in die Ölwanne (33) unterhalb des vor
gegebenen Ölpegels (43) einmündet und von einer in Höhe des vorgege
benen Ölpegels (43) in der Ölwanne (33) liegenden Bodenöffnung (41)
des Ölbehälters (34) abgeht, an der ein Schwimmerventil (40) angeordnet
ist.
9. Ölversorgung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, gekennzeichnet durch
Ölpegelsensoren (47) für die Ölwanne (33) und im Ölbehälter (34) zur
Erzeugung eines Ölmangelsignals.
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