DE4202572A1 - Schmier- und/oder kuehloelversorgung fuer eine maschine, insbesondere eine brennkraftmaschine - Google Patents

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

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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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