EP1614868A2 - Ölwannenanordnung für eine Maschine, insbesondere eine Brennkraftmaschine und/oder ein Getriebe - Google Patents

Ölwannenanordnung für eine Maschine, insbesondere eine Brennkraftmaschine und/oder ein Getriebe Download PDF

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EP1614868A2
EP1614868A2 EP05008638A EP05008638A EP1614868A2 EP 1614868 A2 EP1614868 A2 EP 1614868A2 EP 05008638 A EP05008638 A EP 05008638A EP 05008638 A EP05008638 A EP 05008638A EP 1614868 A2 EP1614868 A2 EP 1614868A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
force receiving
oil pan
machine housing
receiving element
assembly
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP05008638A
Other languages
English (en)
French (fr)
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EP1614868A3 (de
Inventor
Alexander Maute
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Joma Polytec Kunststofftechnik GmbH
Original Assignee
Joma Polytec Kunststofftechnik GmbH
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Publication date
Application filed by Joma Polytec Kunststofftechnik GmbH filed Critical Joma Polytec Kunststofftechnik GmbH
Publication of EP1614868A2 publication Critical patent/EP1614868A2/de
Publication of EP1614868A3 publication Critical patent/EP1614868A3/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01M—LUBRICATING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; LUBRICATING INTERNAL COMBUSTION ENGINES; CRANKCASE VENTILATING
    • F01M11/00—Component parts, details or accessories, not provided for in, or of interest apart from, groups F01M1/00 - F01M9/00
    • F01M11/0004—Oilsumps

Definitions

  • the invention is based on an oil pan arrangement for a machine, in particular an internal combustion engine and / or a transmission, with a machine housing and a trough-shaped collecting section for the oil, which adjoins at least one region of the machine housing.
  • Oil pan assemblies of the type mentioned are known from DE 101 19 937 A1 and DE 101 24 071 A1.
  • oil pans disclosed there are attached to the underside of a crankcase and a gear housing flanged to the crankcase. While the crankcase and the transmission housing are made of steel, the oil pan is a plastic injection molded part.
  • the present invention has the object, an oil pan assembly of the type mentioned in such a way that it has the longest possible life.
  • An advantageous embodiment of the oil pan arrangement according to the invention provides that the first area of the machine housing is a crankcase area of an internal combustion engine and the second area of the engine compartment Machine housing is a housing portion of a transmission. Above all, the vibrations generated by a transmission can load the collecting section very heavily. In such an oil pan arrangement, therefore, the advantages of the invention are particularly strong.
  • the first area of the machine housing also adjoins the collecting section.
  • the loads of the collecting section would be particularly large. Due to the frictional connection of the two areas of the machine housing by means of the force receiving element lying between these two areas collection section is particularly clear. In this case, the force receiving element extends in most cases through the collecting portion or past this, which is basically possible in the other embodiments of the invention.
  • the first region of the machine housing is a mounting flange of a crankcase. This is particularly well suited for the support, since it is designed to be relatively stiff anyway.
  • the force receiving element rigidly connected to at least one of the two areas of the machine housing, preferably screwed.
  • vibrations are damped particularly effective.
  • bending loads or shear forces transmitting force-receiving element can be designed so that it affects the functionally required shape of the collection section as little as possible.
  • the oil pan arrangement comprises a fastening flange integrally formed on the collecting section, which in the installation position is clamped at least in regions between the force receiving element and the corresponding region of the machine housing.
  • the connection of the collecting section to the machine housing is also used for the attachment of the force receiving element and the introduction of force into this, which reduces the manufacturing and assembly costs.
  • a stiff, yet lightweight embodiment of the force receiving element provides that it has at least one recess. Such recesses may for example be present between stiffening ribs.
  • Particularly suitable materials for the force receiving element are steel, aluminum, or carbon fiber composite. The production of a carbon fiber composite (or a composite with another high-strength and temperature-resistant fiber) allows a very goal-oriented design of the force receiving element.
  • the force receiving member may be supported by the collecting portion.
  • the collecting portion In order to facilitate the assembly of the oil pan assembly, the force receiving member may be supported by the collecting portion.
  • at least one region of the force-receiving element is received in a recess in the collecting section. This leads to a particularly secure mounting of the force receiving element through the collecting section, which significantly simplifies the assembly of the oil pan arrangement.
  • the oil pan arrangement of the connection of the force receiving element with the to the collecting section adjacent second region of the machine housing are chosen so that the collecting section is optimally relieved.
  • a further particularly advantageous embodiment of the oil pan arrangement according to the invention provides that a decoupling layer is present between the rod-shaped force receiving element and the collecting section. This ensures that only comparatively small loads are transmitted to the collecting section of the force-absorbing element held by the collecting section during operation of the oil pan arrangement.
  • a decoupling layer ensures that the transmission of vibrations from the force-receiving element in the collecting section is reduced. This decoupling layer therefore has an even longer life of the collecting section result, while easy installation.
  • the decoupling layer comprises a rubber and / or plastic and / or Teflon material.
  • the force receiving element may be connected at least in one area with the machine housing by plugging and / or clamping and / or screwing.
  • the at least a force-receiving element projects in the installed position down over the collecting portion at least partially.
  • the collecting portion is usually formed as a thin-walled plastic injection molded part, which itself has only a low strength.
  • the protrusion of the force-receiving element prevents impermissible forces from being introduced into the collecting section as a result of a direct contact of the collecting section with a surface below the collecting section, for example the floor of a workshop. In this way, therefore, the collecting section from damage, for example, in an expansion of the internal combustion engine and a settling on a workshop floor, protected.
  • the collecting section is made of aluminum and has a certain inherent rigidity. In this case, by the supernatant at a contact of the internal combustion engine with a substrate, eg. A workshop floor, an impermissible force into a seal, which seals the oil pan relative to the machine housing, prevented.
  • the force receiving element is formed and / or connected to the machine housing, that it transmits essentially only forces in its longitudinal direction (push / pull rod).
  • the force receiving element can have a comparatively small cross-section and can be so small overall that it can easily be integrated into a small oil pan arrangement.
  • the transmission of forces in its longitudinal direction ensures a noticeable stabilization of the area adjacent to the collecting portion of the machine housing and a corresponding reduction of loads introduced into the collection section.
  • a first embodiment of an oil pan assembly carries in the figures 1 and 2 in total the reference numeral 10. It includes in the present embodiment, an oil pan 12 with a trough-shaped Collecting section 14. This is about a circumferential flange 16 attached to a portion 18 of the crankcase 20 of an internal combustion engine 22. To the crankcase 20, a transmission housing 24 of a transmission 26 is flanged laterally. Crankcase 20 and gearbox housing 24 form a total of a machine housing 20, 24 of the oil pan assembly 10th
  • the gearbox housing 24 is arranged vertically offset slightly downwards relative to the crankcase 20 (cf., FIG. 2). This allows the oil pan 12 to be associated not only with the crankcase 20 but also with the transmission housing 24.
  • the collecting portion 14 of the oil pan 12 is laterally connected via a flange 28 with a directly adjacent to the oil pan 12 region 30 of the gear housing 24.
  • the crankcase 20 and the transmission housing 24 are steel or aluminum parts.
  • the collecting portion 14 of the oil pan 12 is made of plastic by means of an injection molding process.
  • vibrations of the crankcase 20 and the Transmission housing 24 are transmitted via the flanges 16 and 28 as dynamic loads in the oil pan 12 and the collecting section 14.
  • four force receiving elements 32a to 32d provided. These are pipes made from a steel material, by which, in particular, the area 30 of the gear housing 24 which is directly adjacent to the oil pan 12 and which is particularly critical in terms of vibration technology, is stabilized.
  • the force receiving elements comprise unidirectional carbon fibers. It is also possible to integrate the carbon fibers as stringer in the production of the wall of the collection section 14.
  • the force-receiving elements 32 are connected at their one ends via bearings 34, which are shown only symbolically, to a bearing block 35 of the crankcase 20, which is screwed or cast onto the area 18 of the crankcase 20.
  • the other ends of the force receiving elements 32 are connected to the directly adjacent to the oil pan 12 region 30 of the transmission housing 24 via bearings 36.
  • the bearings 34 and 36 are designed so that essentially only compressive and tensile forces are introduced into the force receiving elements 32a to 32d.
  • a plug connection is provided in the region of the bearings 34, and a screw connection is provided in the region of the bearings 36.
  • the force receiving elements 32a to 32d are supported by the collecting portion 14 of the oil pan 12. These are in the side walls 38 of the collecting section 14 regions 40a to 40d with a greater wall thickness available. In these elongated recesses 42a to 42d are present in which the force receiving elements 32a to 32d are partially received.
  • the outside of the force receiving elements 32a to 32d coated with a decoupling layer 44 of a rubber material the decoupling layer may also comprise a plastic or Teflon material. It is essential that the coating reduces or even completely prevents transmission of forces from the force receiving elements 32a to 32d into the side wall 38 of the collecting section 14 of the oil sump 12.
  • ribs 50 are additionally formed on its bottom 46 and on a rear end wall 48.
  • these ribs 50 may be similar to the areas 40a to 40d of the side wall 38 used for holding or receiving force receiving elements, so that the bottom 46 even more dynamic loads that are introduced from the transmission housing 24 is released ,
  • the ribs 50 shown also serve to guide the flow of oil within the collecting section 14.
  • FIGS. 5 to 7 A second embodiment of an oil pan arrangement is shown in FIGS. 5 to 7.
  • the two force receiving elements 32a and 32b Due to the design as flat bars, the two force receiving elements 32a and 32b have an extremely high flexural rigidity about an axis 60 extending transversely to the longitudinal extent of the two force receiving elements 32a and 32b and in the normal operating position approximately horizontally (see FIG nevertheless extremely light.
  • the collecting section 14 of the oil pan arrangement 10 has a region 62 with a larger height and an area 64 with a lesser height.
  • the two force receiving elements 32a and 32b each have a region 66 of lesser height and a region 68 of greater height.
  • the region 66 in turn tapers towards the free end and toward the transmission housing (arrow 24).
  • a step-shaped contour can also be selected, as is indicated by a dashed line 69 in the element 32b in FIG.
  • the region 66 of a force-receiving element 32a or 32b, which has a greater height, is, as can be seen in FIGS. 6 and 8, accommodated in a pocket-shaped recess 42a or 42b in the collecting section 14 of the oil sump 12.
  • the lower height portion 68 is substantially exposed outside the side wall 38 of the collection portion 14. In this way, sealing problems due to the presence of the force receiving members 32a and 32b are avoided.
  • a total of six passage openings 70a to 70f are present in the force receiving elements 32a and 32b, whose position is matched to corresponding fastening bores 72a to 72f in the fastening flange 16 of the collecting section 14.
  • corresponding bolts 73 in Figure 8 is for illustrative purposes only one provided with a reference numeral
  • FIG. 8 is for illustrative purposes only one provided with a reference numeral
  • connection of the force receiving elements 32a and 32b to the adjacent region 30 of the gear housing 24 takes place, as can be seen particularly well in FIG. 8, via the axial end face 74 of a force-receiving element 32a or 32b facing the gearbox housing 24.
  • a screw bolt 75 is screwed from the gear housing 24, which is received in a tube sleeve 76a and 76b, which is clamped between the axial end surface 74a and 74b of a force receiving member 32a and 32b and the gear housing 24.
  • a force-and torque-locking connection between the adjacent to the oil pan 12 region 18 of the crankcase 20 and the oil pan 12 adjacent portion 30 of the gear housing 24 is provided, which reduces the introduced into the oil pan 12 loads.
  • FIG. 5 shows that the oil pan 12 as a one-piece injection molded part including bottom 46, side walls 38, ribs 50, etc., can be produced.
  • An oil suction tube 78 and a perforated plate 80 (FIG. 5), which likewise serves to reinforce, may be formed integrally with the side walls 38 or the bottom 46 at least in regions.
  • a lid which may be secured to a flange 82 of the collection section 14 which fluid-tightly seals the collection section and which optionally includes an oil cooler is not shown.
  • the force receiving elements 32a and 32b can in the installed position down over the bottom 46 of the collecting portion 14 partially (reference numeral 78) survive. This can be seen from FIG. 8, which shows an oil pan arrangement 10 modified in this point compared to FIGS. 5 to 7. Due to the projections 78 of the force receiving elements 32a and 32b is a direct contact of the collecting portion 14 with a below the collecting portion 14 existing Subsurface (not shown) prevented.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Lubrication Details And Ventilation Of Internal Combustion Engines (AREA)
  • Cylinder Crankcases Of Internal Combustion Engines (AREA)

Abstract

Eine Ölwannenanordnung (10) für eine Maschine umfasst ein Maschinengehäuse (20, 24) und einen wannenförmigen Sammelabschnitt (14) für das Öl. Dieser grenzt an mindestens einen Bereich (30) des Maschinengehäuses (24) an. Es wird vorgeschlagen, dass die Ölwannenanordnung mindestens ein vom Sammelabschnitt (14) separates Kraftaufnahmeelement (32) aufweist, welches einen ersten Bereich (35) des Maschinengehäuses (20) mit dem an den Sammelabschnitt (14) angrenzenden zweiten Bereich (30) des Maschinengehäuses (24) im Wesentlichen kraftschlüssig verbindet.

Description

  • Die Erfindung geht aus von einer Ölwannenanordnung für eine Maschine, insbesondere eine Brennkraftmaschine und/oder ein Getriebe, mit einem Maschinengehäuse und einem wannenförmigen Sammelabschnitt für das Öl, der an mindestens einen Bereich des Maschinengehäuses angrenzt.
  • Ölwannenanordnungen der eingangs genannten Art sind aus den DE 101 19 937 A1 sowie DE 101 24 071 A1 bekannt. Bei den dort offenbarten Ölwannen sind an der Unterseite eines Kurbelgehäuses und eines an das Kurbelgehäuse angeflanschten Getriebegehäuses befestigt. Während das Kurbelgehäuse und das Getriebegehäuse aus Stahl hergestellt sind, handelt es sich bei der Ölwanne um ein Kunststoff-Spritzgussteil.
  • Die vorliegende Erfindung hat die Aufgabe, eine Ölwannenanordnung der eingangs genannten Art so weiterzubilden, dass sie eine möglichst lange Lebensdauer aufweist.
  • Diese Aufgabe wird bei einer Ölwannenanordnung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass sie mindestens ein vom Sammelabschnitt separates Kraftaufnahmeelement aufweist, welches einen ersten Bereich des Maschinengehäuses mit einem an den Sammelabschnitt angrenzenden zweiten Bereich des Maschinengehäuses im Wesentlichen kraftschlüssig verbindet.
  • Bei der erfindungsgemäßen Ölwannenanordnung werden vor allem dynamische Lasten, beispielsweise nieder- und hochfrequente Schwingungen, vom wannenförmigen Sammelabschnitt fern gehalten. Grund hierfür ist, dass durch das Kraftaufnahmeelement jener Bereich des Maschinengehäuses, der unmittelbar an den wannenförmigen Sammelabschnitt angrenzt, versteift wird. Es hat sich jedoch herausgestellt, dass genau dieser Bereich des Maschinengehäuses in bestimmten Betriebssituationen bei herkömmlichen Anordnungen Lasten in den Sammelabschnitt einleiten kann, die dort zu Ermüdungsrissen etc. führen. Dadurch, dass von dem an den wannenförmigen Sammelabschnitt angrenzenden Bereich des Maschinengehäuses erfindungsgemäß nur vergleichsweise geringe Lasten in den Sammelabschnitt eingeleitet werden, wird dessen Lebensdauer erhöht.
  • Eine vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Ölwannenanordnung sieht vor, dass der erste Bereich des Maschinengehäuses ein Kurbelgehäusebereich einer Brennkraftmaschine und der zweite Bereich des Maschinengehäuses ein Gehäusebereich eines Getriebes ist. Vor allem die von einem Getriebe erzeugten Schwingungen können den Sammelabschnitt sehr stark belasten. Bei einer solchen Ölwannenanordnung sind daher die erfindungsgemäßen Vorteile besonders stark.
  • Vorgeschlagen wird auch, dass auch der erste Bereich des Maschinengehäuses an den Sammelabschnitt angrenzt. Bei herkömmlichen Ölwannenanordnungen wären die Belastungen des Sammelabschnitts besonders groß. Durch die kraftschlüssige Verbindung der beiden Bereiche des Maschinengehäuses mittels des Kraftaufnahmeelements wird der zwischen diesen beiden Bereichen liegende Sammelabschnitt besonders deutlich entlastet. In diesem Fall verläuft das Kraftaufnahmeelement in den meisten Fällen durch den Sammelabschnitt hindurch oder an diesem vorbei, wobei dies grundsätzlich auch bei den anderen erfindungsgemäßen Ausführungsformen möglich ist.
  • In Weiterbildung hierzu wird vorgeschlagen, dass der erste Bereich des Maschinengehäuses ein Befestigungsflansch eines Kurbelgehäuses ist. Dieser ist besonders gut für die Abstützung geeignet, da er ohnehin vergleichsweise steif ausgelegt ist.
  • Dabei ist es wiederum besonders vorteilhaft, wenn das Kraftaufnahmeelement biegesteif mit mindestens einem der beiden Bereiche des Maschinengehäuses verbunden, vorzugsweise verschraubt ist. Hierdurch werden Schwingungen besonders wirkungsvoll gedämpft. Darüber hinaus kann ein solches, auch Biegelasten bzw. Querkräfte übertragendes Kraftaufnahmeelement so gestaltet werden, dass es die funktional erforderliche Form des Sammelabschnitts möglichst wenig beeinflusst.
  • Ferner wird vorgeschlagen, dass die Ölwannenanordnung einen an den Sammelabschnitt angeformten Befestigungsflansch umfasst, der in Einbaulage wenigstens bereichsweise zwischen dem Kraftaufnahmeelement und dem entsprechenden Bereich des Maschinengehäuses verspannt ist. Hier wird die Anbindung des Sammelabschnitts an das Maschinengehäuse auch für die Befestigung des Kraftaufnahmeelements und die Krafteinleitung in dieses verwendet, was die Herstell- und Montagekosten senkt.
  • Eine steife und dennoch leichte Ausgestaltung des Kraftaufnahmeelements sieht vor, dass es mindestens eine Aussparung aufweist. Derartige Aussparungen können beispielsweise zwischen Versteifungsrippen vorhanden sein. Besonders geeignete Materialien für das Kraftaufnahmeelement sind Stahl, Aluminium, oder Kohlefaserverbundstoff. Die Herstellung aus einem Kohlefaserverbundstoff (oder einem Verbundstoff mit einer anderen hochfesten und temperaturbeständigen Faser) gestattet eine sehr zielorientierte Auslegung des Kraftaufnahmeelements.
  • Um die Montage der Ölwannenanordnung zu erleichtern, kann das Kraftaufnahmeelement vom Sammelabschnitt gehaltert sein. In konkreter Weiterbildung hierzu wird vorgeschlagen, dass mindestens ein Bereich des Kraftaufnahmeelements in einer Ausnehmung im Sammelabschnitt aufgenommen ist. Dies führt zu einer besonders sicheren Halterung des Kraftaufnahmeelements durch den Sammelabschnitt, was die Montage der Ölwannenanordnung deutlich vereinfacht. Darüber kann bei dieser Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Ölwannenanordnung der Verbindungsort des Kraftaufnahmeelements mit dem an den Sammelabschnitt angrenzenden zweiten Bereich des Maschinengehäuses so gewählt werden, dass der Sammelabschnitt optimal entlastet wird.
  • Eine weitere besonders vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Ölwannenanordnung sieht vor, dass zwischen stabförmigem Kraftaufnahmeelement und dem Sammelabschnitt eine Entkoppelungsschicht vorhanden ist. Diese sorgt dafür, dass von dem vom Sammelabschnitt gehalterten Kraftaufnahmeelement im Betrieb der Ölwannenanordnung nur vergleichsweise geringe Lasten an den Sammelabschnitt übertragen werden. Insbesondere sorgt eine solche Entkoppelungsschicht dafür, dass die Übertragung von Schwingungen vom Kraftaufnahmeelement in dem Sammelabschnitt verringert ist. Diese Entkoppelungsschicht hat daher eine nochmals längere Lebensdauer des Sammelabschnitts zur Folge, bei gleichzeitig einfacher Montage.
  • In konkreter Weiterbildung hierzu wird vorgeschlagen, dass die Entkoppelungsschicht ein Gummi- und/oder Kunststoff und/oder Teflonmaterial umfasst.
  • Um die Montage der Ölwannenanordnung nochmals zu vereinfachen, kann das Kraftaufnahmeelement mindestens in einem Bereich mit dem Maschinengehäuse durch Stecken und/oder Klemmen und/oder Verschrauben verbunden sein.
  • In die gleiche Richtung zielt jene Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Ölwannenanordnung, bei welcher mindestens ein Bereich des Maschinengehäuses, mit dem das Kraftaufnahmeelement befestigt ist, demontierbar ist.
  • In der Praxis besonders günstig ist es, wenn das mindestens eine Kraftaufnahmeelement in Einbaulage nach unten über den Sammelabschnitt wenigstens bereichsweise übersteht. Der Sammelabschnitt ist üblicherweise als dünnwandiges Kunststoff-Spritzgussteil ausgebildet, welches selbst nur eine geringe Festigkeit aufweist. Durch den Überstand des Kraftaufnahmeelements wird verhindert, dass durch eine direkte Berührung des Sammelabschnitts mit einem unterhalb des Sammelabschnitts vorhandenen Untergrund, bspw. dem Boden einer Werkstatt, unzulässige Kräfte in den Sammelabschnitt eingeleitet werden. Auf diese Weise wird also der Sammelabschnitt vor Beschädigungen, beispielsweise bei einem Ausbau der Brennkraftmaschine und einem Absetzen auf einen Werkstattboden, geschützt. Dies gilt gleichermaßen für jenen Fall, in dem der Sammelabschnitt aus Aluminium hergestellt ist und eine gewisse Eigensteifigkeit aufweist. In diesem Fall wird durch den Überstand bei einem Kontakt der Brennkraftmaschine mit einem Untergrund, bspw. einem Werkstattboden, eine unzulässige Krafteinleitung in eine Dichtung, welche die Ölwanne gegenüber dem Maschinengehäuse abdichtet, verhindert.
  • Möglich ist auch, dass das Kraftaufnahmeelement so ausgebildet und/oder so mit dem Maschinengehäuse verbunden ist, dass es im Wesentlichen nur Kräfte in seiner Längsrichtung überträgt (Druck-/Zugstab). Durch den Verzicht auf die Übertragungsfähigkeit von Querkräften bzw. Momenten kann das Kraftaufnahmeelement einen vergleichsweise kleinen Querschnitt aufweisen und insgesamt so klein bauen, dass es leicht auch in eine kleine Ölwannenanordnung integriert werden kann. Die Übertragung von Kräften in seiner Längsrichtung sorgt dabei für eine spürbare Stabilisierung des an den Sammelabschnitt angrenzenden Bereichs des Maschinengehäuses und eine entsprechende Reduzierung der in den Sammelabschnitt eingeleiteten Lasten.
  • Nachfolgend werden besonders bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:
    • Figur 1
    eine Ansicht von unten auf ein schematisch dargestelltes erstes Ausführungsbeispiel einer Ölwannenanordnung mit einem Kurbelgehäuse einer Brennkraftmaschine, einem Getriebegehäuse eines Getriebes, einem Sammelabschnitt einer Ölwanne, sowie mehreren Kraftaufnahmeelementen;
    Figur 2
    eine Seitenansicht auf die Ölwannenanordnung von Figur 1;
    Figur 3
    einen Schnitt längs der Linie III-III von Figur 2;
    Figur 4
    ein Detail IV von Figur 3;
    Figur 5
    eine perspektivische Ansicht von schräg oben auf ein zweites Ausführungsbeispiel einer Ölwannenanordnung (jedoch ohne Kurbel- oder Getriebegehäuse);
    Figur 6
    eine perspektivische Darstellung von zwei Kraftaufnahmeelementen der Ölwannenanordnung von Figur 5;
    Figur 7
    eine perspektivische Darstellung von unten auf die Ölwannenanordnung von Figur 5; und
    Figur 8
    einen Schnitt in der Ebene des hinteren Kraftaufnahmeelements von Figur 6.
  • Ein erstes Ausführungsbeispiel einer Ölwannenanordnung trägt in den Figuren 1 und 2 insgesamt
    das Bezugszeichen 10. Es umfasst im vorliegenden Ausführungsbeispiel eine Ölwanne 12 mit einem wannenförmigen
    Sammelabschnitt 14. Dieser ist über einen umlaufenden Flansch
    16 an einem Bereich 18 des Kurbelgehäuses 20 einer Brennkraftmaschine 22 befestigt. An das Kurbelgehäuse 20 ist seitlich ein Getriebegehäuse 24 eines Getriebes 26 angeflanscht. Kurbelgehäuse 20 und Getriebegehäuse 24 bilden insgesamt ein Maschinengehäuse 20, 24 der Ölwannenanordnung 10.
  • Das Getriebegehäuse 24 ist gegenüber dem Kurbelgehäuse 20 vertikal etwas nach unten versetzt angeordnet (vgl. Figur 2). Dies ermöglicht es, dass die Ölwanne 12 nicht nur dem Kurbelgehäuse 20, sondern auch dem Getriebegehäuse 24 zugeordnet werden kann. Hierzu ist der Sammelabschnitt 14 der Ölwanne 12 über einen Flansch 28 seitlich mit einem an die Ölwanne 12 unmittelbar angrenzenden Bereich 30 des Getriebegehäuses 24 verbunden. Beim Kurbelgehäuse 20 und beim Getriebegehäuse 24 handelt es sich um Stahl- oder Aluminiumteile. Der Sammelabschnitt 14 der Ölwanne 12 ist aus Kunststoff mittels eines Spritzgussverfahrens hergestellt.
  • Im Betrieb der Brennkraftmaschine 22 und des Getriebes 26 kommt es zu Schwingungen des Kurbelgehäuses 20 und des Getriebegehäuses 24. Diese werden über die Flansche 16 und 28 als dynamische Lasten in die Ölwanne 12 und deren Sammelabschnitt 14 übertragen. Um diese auf die Ölwanne 12 einwirkenden dynamischen Lasten möglichst gering zu halten, sind, wie insbesondere aus Figur 3 hervorgeht, vier Kraftaufnahmeelemente 32a bis 32d vorgesehen. Bei diesen handelt es sich um Rohre aus einem Stahlwerkstoff, durch die vor allem der unmittelbar an die Ölwanne 12 angrenzende Bereich 30 des Getriebegehäuses 24, der schwingungstechnisch besonders kritisch ist, stabilisiert wird. In einem nicht dargestellten Ausführungsbeispiel umfassen die Kraftaufnahmeelemente unidirektionale Kohlefasern. Möglich ist auch, die Kohlefasern als Stringer bei der Herstellung in die Wand des Sammelabschnitts 14 zu integrieren.
  • Wie insbesondere aus den Figuren 1 und 2 hervorgeht, sind die Kraftaufnahmeelemente 32 an ihren einen Enden über nur symbolisch dargestellte Lager 34 mit einem Lagerbock 35 des Kurbelgehäuses 20 verbunden, der mit dem Bereich 18 des Kurbelgehäuse 20 verschraubt oder an diesen angegossen ist. Analog hierzu sind die anderen Enden der Kraftaufnahmeelemente 32 mit dem an die Ölwanne 12 unmittelbar angrenzenden Bereich 30 des Getriebegehäuses 24 über Lager 36 verbunden. Die Lager 34 und 36 sind so ausgebildet, dass im Wesentlichen nur Druck- und Zugkräfte in die Kraftaufnahmeelemente 32a bis 32d eingeleitet werden. Zur Erleichterung der Montage ist im Bereich der Lager 34 eine Steckverbindung, im Bereich der Lager 36 eine Schraubverbindung vorgesehen.
  • Wie aus den Figuren 3 und 4 hervorgeht, werden die Kraftaufnahmeelemente 32a bis 32d vom Sammelabschnitt 14 der Ölwanne 12 gehaltert. Hierzu sind in den Seitenwänden 38 des Sammelabschnitts 14 Bereiche 40a bis 40d mit einer größeren Wandstärke vorhanden. In diesen sind längliche Ausnehmungen 42a bis 42d vorhanden, in denen die Kraftaufnahmeelemente 32a bis 32d bereichsweise aufgenommen sind.
  • Zur kraft- und schwingungstechnischen Entkoppelung zwischen den Kraftaufnahmeelementen 32a bis 32d vom Sammelabschnitt 14 ist die Außenseite der Kraftaufnahmeelemente 32a bis 32d mit einer Entkoppelungsschicht 44 aus einem Gummimaterial beschichtet. Alternativ kann die Entkoppelungsschicht auch ein Kunststoff- oder Teflonmaterial umfassen. Wesentlich ist, dass die Beschichtung eine Übertragung von Kräften von den Kraftaufnahmeelementen 32a bis 32d in die Seitenwand 38 des Sammelabschnitts 14 der Ölwanne 12 verringert oder sogar gänzlich verhindert.
  • Wie aus Figur 3 ersichtlich ist, sind zur Stabilisierung des Sammelabschnitts 14 zusätzlich an dessen Boden 46 und an eine hintere Stirnwand 48 Rippen 50 angeformt. In einem nicht dargestellten Ausführungsbeispiel können diese Rippen 50 ähnlich wie die Bereiche 40a bis 40d der Seitenwand 38 für die Halterung bzw. Aufnahme von Kraftaufnahmeelementen verwendet werden, so dass der Boden 46 noch stärker von dynamischen Lasten, die vom Getriebegehäuse 24 eingeleitet werden, befreit wird. Die gezeigten Rippen 50 dienen auch zur Strömungsführung des Öls innerhalb des Sammelabschnitts 14.
  • Ein zweites Ausführungsbeispiel einer Ölwannenanordnung ist in den Figuren 5 bis 7 gezeigt. Dabei tragen solche Elemente und Bereiche, welche äquivalente Funktionen zu Elementen und Bereichen des vorab beschriebenen Ausführungsbeispiels aufweisen, die gleichen Bezugszeichen.
  • Sie sind nicht nochmals im Detail erläutert.
  • Bei diesem zweiten Ausführungsbeispiel einer Ölwannenanordnung 10 sind nur zwei Kraftaufnahmeelemente 32a und 32b vorgesehen. Diese sind nicht rohrförmig, sondern als identische Flachstäbe in Form von Aluminium-Spritzgussteilen ausgeführt. Sie weisen jeweils zwei zueinander parallele und voneinander beabstandete Seitenwände 52 und 54 auf (die Bezugszeichen sind in Figur 7 aus Darstellungsgründen nur für das eine Kraftaufnahmeelement 32a eingetragen), die durch kreuzförmig angeordnete Rippen 56 miteinander verbunden sind. Zwischen den Seitenwänden 52, 56 und den Verbindungsrippen 56 sind also gewichtsmindernde Aussparungen 58 vorhanden. Durch die Ausgestaltung als Flachstäbe weisen die beiden Kraftaufnahmeelemente 32a und 32b eine äußerst hohe Biegesteifigkeit um eine quer zur Längserstreckung der beiden Kraftaufnahmeelemente 32a und 32b und in normaler Betriebslage in etwa horizontal verlaufende Achse 60 auf (vgl. Figur 7) und bauen aufgrund der Aussparungen 58 dennoch äußerst leicht.
  • Aus den Figuren 5 und 6 erkennt man, dass der Sammelabschnitt 14 der Ölwannenanordnung 10 einen Bereich 62 mit größerer und einen Bereich 64 mit geringerer Höhe aufweist. Analog hierzu weisen auch die beiden Kraftaufnahmeelemente 32a und 32b jeweils einen Bereich 66 mit geringerer Höhe und einen Bereich 68 mit größerer Höhe auf. Dabei verjüngt sich der Bereich 66 wiederum zum freien und zum Getriebegehäuse (Pfeil 24) hin weisenden Ende hin. Alternativ kann auch eine stufenförmige Kontur gewählt werden, wie in Figur 7 beim Element 32b durch eine gestrichelte Linie 69 angedeutet ist.
  • Der Bereich 66 eines Kraftaufnahmeelements 32a bzw. 32b, der eine größere Höhe aufweist, ist, wie aus den Figuren 6 und 8 ersichtlich ist, in einer taschenförmigen Ausnehmung 42a bzw. 42b im Sammelabschnitt 14 der Ölwanne 12 aufgenommen. Der Bereich 68 mit geringerer Höhe liegt im Wesentlichen frei außerhalb der Seitenwand 38 des Sammelabschnitts 14. Auf diese Weise werden Abdichtungsprobleme durch das Vorhandensein der Kraftaufnahmeelemente 32a und 32b vermieden.
  • In den Kraftaufnahmeelementen 32a und 32b sind bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel jeweils insgesamt sechs Durchgangsöffnungen 70a bis 70f vorhanden, deren Position auf entsprechende Befestigungsbohrungen 72a bis 72f im Befestigungsflansch 16 des Sammelabschnitts 14 abgestimmt ist. In die Durchgangsöffnungen 70a bis 70f eines Kraftaufnahmeelements 32a bzw. 32b werden entsprechende Schraubbolzen 73 (in Figur 8 ist aus Darstellungsgründen nur einer mit einem Bezugszeichen versehen) eingeführt, durch die Befestigungsbohrungen 72a bis 72f im Flansch 16 hindurch gesteckt und mit dem angrenzenden Bereich 18 des Kurbelgehäuses 20 (in den Figuren 5 und 6 nur durch einen Pfeil symbolisiert), ggf. unter Verwendung von in der Zeichnung nicht dargestellten Hülsen, verschraubt. Hierdurch wird, ggf. unter Zwischenschaltung einer entsprechenden Dichtung, das Kraftaufnahmeelement 32a bzw. 32b gegen den Flansch 16 und dieser wiederum gegen den angrenzenden Bereich 18 des Kurbelgehäuses 20 verspannt. Auf diese Weise sind die Kraftaufnahmeelemente 32a und 32b biegesteif mit dem Kurbelgehäuse 20 verbunden.
  • Die Anbindung der Kraftaufnahmeelemente 32a und 32b zu dem angrenzenden Bereich 30 des Getriebegehäuses 24 (in den Figuren 5 bis 7 nur durch einen Pfeil angedeutet) erfolgt, wie besonders gut aus Figur 8 hervorgeht, über die dem Getriebegehäuse 24 zugewandte axiale Endfläche 74 eines Kraftaufnahmeelements 32a bzw. 32b. In diese wird vom Getriebegehäuse 24 her ein Schraubbolzen 75 eingeschraubt, der in einer Rohrhülse 76a bzw. 76b aufgenommen ist, die zwischen der axialen Endfläche 74a bzw. 74b eines Kraftaufnahmeelements 32a bzw. 32b und dem Getriebegehäuse 24 verspannt ist. Auf diese Weise wird eine kraft- und momentenschlüssige Verbindung zwischen dem an die Ölwanne 12 angrenzenden Bereich 18 des Kurbelgehäuses 20 und dem an die Ölwanne 12 angrenzenden Bereich 30 des Getriebegehäuses 24 geschaffen, die die in die Ölwanne 12 eingeleiteten Lasten verringert.
  • Insbesondere aus Figur 5 geht ferner hervor, dass die Ölwanne 12 als einstückiges Spritzgussteil einschließlich Boden 46, Seitenwänden 38, Rippen 50, etc., hergestellt werden kann. Auch ein Ölsaugrohr 78 und ein ebenfalls der Versteifung dienender Lochboden 80 (Figur 5) kann zumindest bereichsweise einstückig mit den Seitenwänden 38 bzw. dem Boden 46 ausgebildet sein. Es versteht sich, dass in den Figuren 5 und 6 aus Darstellungsgründen ein Deckel, der an einem Flansch 82 des Sammelabschnitts 14 befestigt werden kann, der den Sammelabschnitt fluiddicht verschließt, und der ggf. einen Ölkühler enthält, nicht gezeigt ist.
  • Die Kraftaufnahmeelemente 32a und 32b können in Einbaulage nach unten über den Boden 46 des Sammelabschnitts 14 bereichsweise (Bezugszeichen 78) überstehen. Dies ist aus Figur 8 ersichtlich, welche eine in diesem Punkt gegenüber den Figuren 5 bis 7 abgeänderte Ölwannenanordnung 10 zeigt. Durch die Überstände 78 der Kraftaufnahmeelemente 32a und 32b wird eine direkte Berührung des Sammelabschnitts 14 mit einem unterhalb des Sammelabschnitts 14 vorhandenen Untergrund (nicht dargestellt) verhindert.

Claims (15)

  1. Ölwannenanordnung (10) für eine Maschine, insbesondere eine Brennkraftmaschine (22) und/oder ein Getriebe (26), mit einem Maschinengehäuse (20, 24) und einem wannenförmigen Sammelabschnitt (14) für das Öl, der an mindestens einen Bereich (30) des Maschinengehäuses (20, 24) angrenzt, dadurch gekennzeichnet, dass sie mindestens ein vom Sammelabschnitt separates Kraftaufnahmeelement (32) aufweist, welches einen ersten Bereich (35; 18) des Maschinengehäuses (20) mit dem an den Sammelabschnitt (14) angrenzenden zweiten Bereich (30) des Maschinengehäuses (24) im Wesentlichen kraftschlüssig verbindet.
  2. Ölwannenanordnung (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Bereich (35; 18) des Maschinengehäuses ein Kurbelgehäusebereich einer Brennkraftmaschine (22) und der zweite Bereich (30) des Maschinengehäuses ein Gehäusebereich eines Getriebes (26) ist.
  3. Ölwannenanordnung (10) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass auch der erste Bereich (35; 18) des Maschinengehäuses (20) an den Sammelabschnitt (14) angrenzt.
  4. Ölwannenanordnung (10) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Bereich (18) des Maschinengehäuses ein Befestigungsflansch eines Kurbelgehäuses (20) ist.
  5. Ölwannenanordnung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kraftaufnahmeelement (32) biegesteif mit mindestens einem der beiden Bereiche (18, 30) des Maschinengehäuses (20, 24) verbunden, vorzugsweise verschraubt ist.
  6. Ölwannenanordnung (10) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen an den Sammelabschnitt (14) angeformten Befestigungsflansch (16) umfasst, der in Einbaulage wenigstens bereichsweise zwischen dem Kraftaufnahmeelement (32) und dem entsprechenden Bereich (18) des Maschinengehäuses (20) verspannt ist.
  7. Ölwannenanordnung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kraftaufnahmeelement (32) mindestens eine Aussparung (58) aufweist.
  8. Ölwannenanordnung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kraftaufnahmeelement (32) Stahl, Aluminium, oder Kohlefaser umfasst.
  9. Ölwannenanordnung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kraftaufnahmeelement (32) vom Sammelabschnitt (14) gehaltert ist.
  10. Ölwannenanordnung (10) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Bereich des Kraftaufnahmeelements (32) in einer Ausnehmung (42) im Sammelabschnitt (14) aufgenommen ist.
  11. Ölwannenanordnung (10) nach einem der Ansprüche 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Kraftaufnahmeelement (32) und Sammelabschnitt (14) eine Entkoppelungsschicht (44) vorhanden ist.
  12. Ölwannenanordnung (10) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Entkoppelungsschicht (44) ein Gummi- und/oder Kunststoff- und/oder Teflonmaterial umfasst.
  13. Ölwannenanordnung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kraftaufnahmeelement (32) mindestens in einem Bereich mit dem Maschinengehäuse (20, 24) durch Stecken und/oder Klemmen und/oder Verschrauben (73, 75) verbunden ist.
  14. Ölwannenanordnung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Bereich (35) des Maschinengehäuses (20), an dem das Kraftaufnahmeelement (32) befestigt ist, demontierbar ist.
  15. Ölwannenanordnung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Kraftaufnahmeelement (32) in Einbaulage nach unten über den Sammelabschnitt (14) wenigstens bereichsweise übersteht (78).
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