EP2966273A1 - Ölwanne und herstellungsverfahren - Google Patents

Ölwanne und herstellungsverfahren Download PDF

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Publication number
EP2966273A1
EP2966273A1 EP15174231.9A EP15174231A EP2966273A1 EP 2966273 A1 EP2966273 A1 EP 2966273A1 EP 15174231 A EP15174231 A EP 15174231A EP 2966273 A1 EP2966273 A1 EP 2966273A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
pot
internal combustion
combustion engine
oil sump
frame support
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP15174231.9A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Alexander Maute
Stefan Heinz
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 GmbH
Original Assignee
Joma Polytec GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Joma Polytec GmbH filed Critical Joma Polytec GmbH
Publication of EP2966273A1 publication Critical patent/EP2966273A1/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Withdrawn legal-status Critical Current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 relates to an oil pan for an internal combustion engine and a gearbox flanged to the internal combustion engine, wherein the oil pan is attached to both the internal combustion engine and the transmission and for this purpose has a first attachment portion for attachment to the internal combustion engine and a second attachment portion for attachment to the transmission , And the two fastening portions are integrally formed.
  • the invention also relates to an associated manufacturing method.
  • Oil pans especially for internal combustion engines, are well known. Internal combustion engines are used not only for passenger cars but also for commercial vehicles, such as buses, trucks, etc., as well as for trains.
  • the oil pan serves primarily to collect lubricating oil, which is used for lubrication of bearings of the internal combustion engine, and for one or more oil pumps
  • the oil pan serves to accommodate auxiliary equipment, e.g. from an oil suction pipe, heat exchanger, filter, etc., provided in or on the oil sump.
  • auxiliary equipment e.g. from an oil suction pipe, heat exchanger, filter, etc.
  • baffles or plates in the sump to calm the lubricating oil contained therein.
  • an oil pan arrangement which is fastened both to the underside of the internal combustion engine and to an end face of the gearbox flanged to the internal combustion engine.
  • the oil pan arrangement has two fastening sections, wherein one fastening section is screwed to the underside of the internal combustion engine and the other fastening section is screwed to the forward front side of the transmission in the direction of travel.
  • the oil pan arrangement usually consists of metal, in particular of aluminum or a ferrous metal, preferably of sheet metal, such as sheet steel or the like, but the oil pan arrangement may also consist of plastic.
  • an oil pan made of plastic In an oil pan made of plastic, however, considered to be disadvantageous in that it is provided with a plurality of provided on the mounting edge of the mounting portions inserted bushes, thereby increasing the cost of the oil pan due to the large number of additional components.
  • the bushes and associated screws increase the overall weight of the oil pan.
  • sockets made of metal can be dispensed with sockets, but they have a higher weight by itself.
  • the invention is therefore based on the object to provide an oil pan of the type mentioned, which on the one hand has a lower weight, on the other hand can absorb high forces from the engine and / or the transmission.
  • the two mounting portions are formed by a frame carrier, the frame carrier is made of metal and the frame support the collecting pot of the oil pan is permanently attached, the collecting pot made of plastic and the frame carrier in particular Aluminum, an aluminum alloy, magnesium or steel.
  • the oil pan according to the invention thus at least two components are used, namely a frame support made of metal and a collecting pot made of plastic.
  • the frame carrier serves to attach the oil pan to both the engine and the transmission, the collecting pot in turn depends mounted on the frame carrier.
  • the frame carrier Since the frame carrier is made of metal, it can absorb relatively high forces and both tensile and compressive forces on the part of the internal combustion engine, as well as the part of the transmission. In addition, the frame support a relatively high weight of the collecting pot, the lubricant contained therein as well as the aggregates installed therein hang.
  • the frame carrier thus serves not only to stiffen the collecting pot but also to stiffen the Internal combustion engine opposite the transmission and vice versa.
  • aluminum high forces can be used on the one hand of the frame carrier, on the other hand, the frame carrier, in contrast to steel frame rails from a lower weight.
  • a collection tank made of plastic has the significant advantage that it reduces the total weight of the sump compared to an oil sump made of sheet steel or aluminum.
  • the design and the integration of add-on components for on or zuzubende aggregates is much easier because they can be integrated with oil sumps made of metal already in the injection molding or deep-drawing process.
  • the attachment of the collecting pot on the frame support is effected in that the frame support has a pot portion to which the collecting pot is attached and the collecting pot and the frame support, in particular its pot portion, not screwed but welded together, in particular ultrasonically welded or laser welded, glued or by friction welding, infrared welding , Hot gas welding or a heating element are connected.
  • Such an oil pan is formed as an integral component and can be used during assembly virtually like a metal, in particular made of steel oil pan. Above all, no additional components are required, which are necessary for fastening the collecting pot on the frame carrier, which would increase the weight of the oil pan. Since the frame carrier is relatively stiff, the collecting pot is wound by the internal combustion engine and the transmission to only insignificant extent.
  • the pot portion extends substantially along and faces the two attachment portions, i. on the side facing away from the internal combustion engine and the transmission side.
  • the pot portion runs continuously and in a gradual curvature first along the first attachment portion and then goes over in the direction of the second attachment portion.
  • the collection pot designed as a plastic can be laser-welded in a simple manner to the frame carrier in particular. Bonding, ultrasonic welding or attachment by friction welding, infrared welding, hot gas welding or heating element is also conceivable, however.
  • the pot portion extends along the outer contour of the frame carrier, wherein the outer contour facing away from the internal combustion engine and the transmission and has radii of curvature greater than 50 mm.
  • the radii of curvature are greater than 100 mm and preferably greater than 200 mm.
  • the frame carrier serves as an energy absorption element and absorbs forces of the internal combustion engine and of the transmission, wherein these can each be forwarded to the other component.
  • the internal combustion engine and the transmission are stiffened together and any possible mutual play is reduced or at least greatly reduced.
  • a further development of the invention provides that the two fastening sections of the frame carrier lie in one plane. This is the case in particular when the internal combustion engine and the transmission have the same termination plane to which the oil sump is fastened.
  • Another variant of the invention provides that the two attachment portions of the frame support are at an angle to each other, in particular at an angle of 90 ° to each other.
  • the lower end of the transmission protrudes beyond the lower end of the internal combustion engine and the oil pan can thus nestle in the region below the internal combustion engine, without them dominating the transmission down or it surpasses this only insignificantly.
  • both horizontal and vertical forces can be supported in this way.
  • the frame support of the oil pan has a third attachment portion, which at the bottom of the Gearbox is attached.
  • the filling trough is thus flanged not only on the underside of the internal combustion engine but also on the underside of the transmission and on the front end side of the transmission.
  • the first and the third attachment portion of the frame carrier may have mutually offset planes.
  • an absorber element which serves as a vibration absorber, is interposed between the frame carrier and the collecting pot and is ultrasonically welded, glued or laser welded or connected by means of a heating element to the frame carrier and the collecting pot.
  • This vibration absorber serves to absorb the vibrations generated mainly by the internal combustion engine, but also those of the transmission and to absorb as much as possible, so that the collecting pot is substantially low in vibration.
  • the absorber element made of metal, in particular made of sheet metal, or of plastic, in particular consist of a plastic other than the plastic collecting pot.
  • the absorber element and the collecting pot preferably form a 2K component, wherein the collecting pot consists of a plastic, in particular a glass fiber reinforced thermoplastic, whereas the absorber element consists of an elastomer and the collecting pot is molded onto the absorber element. This creates an intimate plastic mixture of thermoplastic and elastomer in the transition region from the absorber element to the collecting pot.
  • the object mentioned at the outset is also achieved by a production method according to the invention.
  • FIG. 1 shows a schematic view of a generally designated 10 internal combustion engine, to which a gear 12 is flanged.
  • This transmission 12 rotates a drive shaft 14 in rotation.
  • a total of 16 designated oil pan both with the bottom of the engine 10 and with the front end the gear 12 is screwed.
  • the oil pan 16 can also be supported on the underside of the transmission 12, which takes place for example via a screw, which is not absolutely necessary.
  • forces in the internal combustion engine 10 act in the direction of the arrow 18 on the transmission 12 and forces from the transmission 12 in the direction of the arrow 20 on the internal combustion engine 10.
  • forces from the internal combustion engine 10 act in the direction of the arrow 22 on the oil pan 16 and vice versa, which is indicated by the arrow 24.
  • forces from the transmission 12 in the direction of the arrow 26 in the direction of the oil pan 16 and vice versa which is indicated by the arrow 28.
  • the oil pan 18 has a frame support 30 and a collecting pot 32.
  • the frame carrier 30 is supported directly on the internal combustion engine 10 and the transmission 12, whereas the collecting pot 32 is supported on the frame carrier 30, or is connected to this.
  • FIG. 2 shows a perspective view of the oil pan 16, which can be viewed from above.
  • this oil pan 16 in particular in the collecting pot 32 are not shown in detail and only exemplarily shown baffles 34, which are encircled by also not Pictured lubricating oil.
  • baffles 34 which are encircled by also not Pictured lubricating oil.
  • an oil suction pipe 36 is sucked through the intake pipe lubricating oil by means of an oil pump, shown.
  • the ⁇ lsaugrohr 36 protrudes into the bottom of the engine 10 into it.
  • the frame support 30 is made of metal, in particular of aluminum and has at its in the FIG. 2 recognizable top, which faces the underside of the internal combustion engine 10, a mounting portion 38 which is provided with a plurality of mounting holes 40. At right angles to the mounting portion 38 is a second mounting portion 42, in which also fastening openings 44 are provided.
  • This frame carrier 30 is screwed by means of several screws (not shown) rigidly on the underside of the internal combustion engine 10 and on the front side of the transmission 12.
  • the two mounting portions 38 and 42 opposite the frame support 30 has a pot portion 46, whose outer contour substantially follows the two mounting portions 38 and 42. In this case, the pot portion 46 or its outer contour is curved such that the radii of curvature 48 are not too small, ie more than 50 mm, in particular 100 mm and preferably 200 mm.
  • the collecting pot 32 connects, which consists of plastic.
  • the connection is made by laser welding, so that no additional components such as screws, gaskets and the like are required.
  • forces introduced by the internal combustion engine 10 and by the transmission 12 can also be transmitted from the frame carrier 30 into the collecting pot 32 and vice versa.
  • an absorber element 50 which dampens and absorbs vibrations from the frame support 30 in the direction of the collecting pot 32 and vice versa.
  • the absorber element 50 is likewise laser-welded to the frame carrier 30 and is in one piece with the collecting pot 32 educated.
  • the collecting pot 32 and the absorber element 50 are both made of plastic, but are formed as a 2K element.
  • the absorber element 50 are inserted into the injection molding tool, whereby an intimate connection of the two components is formed.
  • the absorber element 50 for deep-drawn collecting pot 32, the absorber element 50, for example, also laser-welded with this.
  • the two components may consist of different thermoplastics, which may also be fiber reinforced. There is also the possibility that the absorber element 50 consists of an elastomer.
  • the oil pan 16 according to the invention has the significant advantage that it is relatively stiff and can transmit forces with respect to the internal combustion engine 10 and the transmission 16, but has a relatively low weight.
  • FIG. 4 shows a joining method according to the invention for setting the frame support 30.
  • Shown is a section IV according to FIG. 2 the frame support 30, which has on its the collecting pot 32 or the absorber element 50 side facing, ie in the pot portion 46 (in the transition from metal to plastic), a toothed surface which is provided with a plurality of barb-like teeth 52.
  • the plastic Collecting pot 32 or made of plastic absorber element 50 is either pressed in the preparation of the component in the spaces between the teeth 52 or the introduction takes place during the joining process, in which the frame support 30 and the collecting pot 32 and the absorber element 50 are interconnected.
  • the plastic is plasticized, for example by means of hot gas, a laser, infrared or the like and pressed between the teeth 52. This creates an intimate connection.
  • the teeth 52 are heated and then pressed onto the surface of the plastic, optionally with the aid of a laser, hot gas, infrared, etc.

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

Die Erfindung betrifft eine Ölwanne für eine Brennkraftmaschine und ein an die Brennkraftmaschine angeflanschtes Getriebe, wobei die Ölwanne sowohl an der Brennkraftmaschine als auch am Getriebe befestigt ist und hierfür einen ersten Befestigungsabschnitt für die Befestigung an der Brennkraftmaschine und einen zweiten Befestigungsabschnitt für die Befestigung am Getriebe aufweist, und die beiden Befestigungsabschnitte einteilig ausgebildet sind, wobei die beiden Befestigungsabschnitte von einem Rahmenträger gebildet werden, der Rahmenträger aus Metall besteht und am Rahmenträger der Sammeltopf der Ölwanne unlösbar befestigt ist, wobei der Sammeltopf aus Kunststoff besteht und der Rahmenträger insbesondere aus Aluminium, einer Aluminiumlegierung, Magnesium oder Stahl besteht.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Ölwanne für eine Brennkraftmaschine und ein an die Brennkraftmaschine angeflanschtes Getriebe, wobei die Ölwanne sowohl an der Brennkraftmaschine als auch am Getriebe befestigt ist und hierfür einen ersten Befestigungsabschnitt für die Befestigung an der Brennkraftmaschine und einen zweiten Befestigungsabschnitt für die Befestigung am Getriebe aufweist, und die beiden Befestigungsabschnitte einteilig ausgebildet sind. Die Erfindung betrifft auch ein zugehöriges Herstellungsverfahren.
  • Ölwannen, insbesondere für Brennkraftmaschinen, sind hinreichend bekannt. Brennkraftmaschinen werden nicht nur für Personenkraftfahrzeuge sondern auch für Nutzfahrzeuge, z.B. Busse, Lastkraftwagen usw., sowie für Züge verwendet. Die Ölwanne dient primär dazu, Schmieröl, welches zur Schmierung von Lagerungen der Brennkraftmaschine verwendet wird, zu sammeln und für eine oder mehrere Ölpumpen
  • bereitzustellen. Außerdem dient die Ölwanne zur Aufnahme von Zusatzaggregaten, z.B. von eines Ölsaugrohres, Wärmetauschers, Filters usw., die in oder an der Ölwanne vorgesehen sind. Außerdem befinden sich in der Ölwanne Schwallbleche oder -platten zur Beruhigung des darin enthaltenen Schmieröls.
  • Aus der EP 1 591 633 A2 ist eine Ölwannenanordnung bekannt geworden, welche sowohl an der Unterseite der Brennkraftmaschine, als auch an einer Stirnseite des an der Brennkraftmaschine angeflanschten Getriebes befestigt ist. Hierfür weist die Ölwannenanordnung zwei Befestigungsabschnitte auf, wobei der eine Befestigungsabschnitt an der Unterseite der Brennkraftmaschine und der andere Befestigungsabschnitt an der in Fahrtrichtung vorderen Stirnseite des Getriebes angeschraubt ist. Die Ölwannenanordnung besteht üblicherweise aus Metall, insbesondere aus Aluminium oder einem Eisenmetall, bevorzugt aus Blech, wie Stahlblech oder dergleichen, wobei die Ölwannenanordnung aber auch aus Kunststoff bestehen kann.
  • Bei einer aus Kunststoff bestehenden Ölwanne wird jedoch als nachteilig angesehen, dass diese mit einer Vielzahl von am Befestigungsrand der Befestigungsabschnitte vorgesehenen eingesetzten Büchsen versehen ist, wodurch sich die Kosten der Ölwanne aufgrund der Vielzahl der zusätzlichen Bauteile erhöhen. Zudem erhöhen die Buchsen und die zugehörigen Schrauben das Gesamtgewicht der Ölwanne. Bei aus Metall bestehenden Ölwannen kann zwar auf Buchsen verzichtet werden, jedoch weisen diese von sich aus ein höheres Gewicht auf.
  • Eine rein aus Kunststoff bestehende Ölwanne besitzt zwar den Vorteil, dass sie relativ leicht ist. Ein gravierender Nachteil besteht aber darin, dass die Ölwanne keine Kräfte von der Brennkraftmaschine und vom Getriebe aufnehmen und abstützen kann.
  • Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine Ölwanne der eingangs genannten Art bereitzustellen, welche einerseits ein geringeres Gewicht besitzt, andererseits hohe Kräfte seitens der Brennkraftmaschine und/oder des Getriebes aufnehmen kann.
  • Diese Aufgabe wird bei einer Ölwanne der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die beiden Befestigungsabschnitte von einem Rahmenträger gebildet werden, der Rahmenträger aus Metall besteht und am Rahmenträger der Sammeltopf der Ölwanne unlösbar befestigt ist, wobei der Sammeltopf aus Kunststoff und der Rahmenträger insbesondere aus Aluminium, einer Aluminiumlegierung, Magnesium oder Stahl besteht.
  • Bei der erfindungsgemäßen Ölwanne werden somit wenigstens zwei Bauteile verwendet, nämlich ein Rahmenträger aus Metall sowie ein Sammeltopf aus Kunststoff. Der Rahmenträger dient dazu, die Ölwanne sowohl an der Brennkraftmaschine als auch am Getriebe zu befestigen, wobei der Sammeltopf seinerseits am Rahmenträger montiert hängt.
  • Da der Rahmenträger aus Metall besteht, kann er relativ hohe Kräfte aufnehmen und zwar sowohl Zug- und Druckkräfte seitens der Brennkraftmaschine, als auch seitens des Getriebes. Außerdem kann am Rahmenträger ein relativ hohes Gewicht des Sammeltopfes, des darin enthaltenen Schmierstoff als auch der darin verbauten Aggregate hängen. Der Rahmenträger dient also nicht nur zur Versteifung des Sammeltopfes sondern auch zur Versteifung der Brennkraftmaschine gegenüber des Getriebes und umgekehrt. Bei der Verwendung von Aluminium können vom Rahmenträger einerseits hohe Kräfte verwendet werden, andererseits weist der Rahmenträger im Gegensatz zu aus Stahl bestehenden Rahmenträgern ein geringeres Gewicht auf.
  • Die Verwendung eines Sammeltanks aus Kunststoff besitzt den wesentlichen Vorteil, dass mit diesem das Gesamtgewicht der Ölwanne gegenüber einer Ölwanne aus Stahlblech oder Aluminium reduziert wird. Außerdem wird die Formgebung sowie die Integration von Anbauelementen für ein- oder anzubauende Aggregate wesentlich erleichtert, da diese gegenüber Ölwannen aus Metall bereits in den Spritzgieß-oder Tiefziehprozess integriert werden können.
  • Die Befestigung des Sammeltopfs am Rahmenträger erfolgt dadurch, dass der Rahmenträger einen Topfabschnitt aufweist, an welchem der Sammeltopf befestigt ist und der Sammeltopf und der Rahmenträger, insbesondere dessen Topfabschnitt, nicht verschraubt sondern miteinander verschweißt, insbesondere ultraschallverschweißt oder laserverschweißt, verklebt oder mittels Reibschweißen, Infrarotschweißen, Heißgasschweißen oder eines Heizelements verbunden sind. Eine derartige Ölwanne ist als integrales Bauelement ausgebildet und kann bei der Montage quasi wie eine aus Metall, insbesondere aus Stahl bestehende Ölwanne verwendet werden. Vor allem sind keine zusätzlichen Bauelemente erforderlich, die zur Befestigung des Sammeltopfes am Rahmenträger notwendig sind, die das Gewicht der Ölwanne erhöhen würden. Da der Rahmenträger relativ steif ist, wird der Sammeltopf von der Brennkraftmaschine und vom Getriebe in nur unbedeutendem Maße verwunden.
  • Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung verläuft der Topfabschnitt im Wesentlichen entlang der beiden Befestigungsabschnitte und liegt diesen gegenüber, d.h. auf der von der Brennkraftmaschine und dessen Getriebes abgewandten Seite. Der Topfabschnitt verläuft stetig und in einer allmählichen Krümmung zunächst entlang des ersten Befestigungsabschnitts und geht dann in Richtung des zweiten Befestigungsabschnitts über. Hierdurch kann der als Kunststoff ausgebildete Sammeltopf auf einfache Weise am Rahmenträger insbesondere laserverschweißt werden. Eine Verklebung, Ultraschallverschweißung oder eine Befestigung mittels Reibschweißen, Infrarotschweißen, Heißgasschweißen oder Heizelement ist jedoch ebenfalls denkbar.
  • Mit Vorzug verläuft der Topfabschnitt entlang der Außenkontur des Rahmenträgers, wobei die Außenkontur von der Brennkraftmaschine und dem Getriebe abgewandt ist und Krümmungsradien von größer 50 mm aufweist. Insbesondere sind die Krümmungsradien größer 100 mm und bevorzugt größer 200 mm. Diese relativ großen Krümmungsradien besitzen den Vorteil, dass die von der Brennkraftmaschine und dem Getriebe in den Rahmenträger eingeleiteten Kräfte zwar auf den Sammeltopf übertragen werden können, jedoch keine abrupten Richtungsänderungen eingeleitet werden. Der Verlauf der Außenkontur des Topfabschnittes ist dabei so gewählt, dass die aus dem Spiel der Brennkraftmaschine und dem Getriebe hergeleiteten Kräfte so optimiert werden, dass keine oder nur geringe Scherkräfte zwischen dem Rahmenträger und dem Sammeltopf entstehen. Die Kräfte wirken demnach im Wesentlichen senkrecht auf die Außenkontur des Topfabschnittes. Es sei noch angemerkt, dass der Rahmenträger auf den Sammeltopf aufgesetzt oder in diesen integriert sein kann, wobei der Rahmenträger dann sowohl mit seiner Umfangsfläche als auch mit seiner dem Sammeltopf zugewandten Seite an diesem anliegt.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform dient der Rahmenträger als Energieaufnahmeelement und nimmt Kräfte der Brennkraftmaschine und des Getriebes auf, wobei diese jeweils an das andere Bauelement weitergeleitet werden können. Hierdurch können nicht nur Schwingungen der Brennkraftmaschine und des Getriebes aufgenommen und zum Teil eliminiert sondern vom einen Bauteil auf das andere übertrage werden, so dass auch hierdurch die Schwingungen zum Teil eliminiert werden können. Andererseits werden die Brennkraftmaschine und das Getriebe miteinander versteift und ein eventuelles gegenseitiges Spiel vermindert oder zumindest stark reduziert.
  • Eine Weiterbildung an der Erfindung sieht vor, dass die beiden Befestigungsabschnitte des Rahmenträgers in einer Ebene liegen. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn die Brennkraftmaschine und das Getriebe eine gleiche Abschlussebene besitzen, an welcher die Ölwanne befestigt wird.
  • Eine andere Variante der Erfindung sieht vor, dass die beiden Befestigungsabschnitte des Rahmenträgers winkelig zueinander liegen, insbesondere einen Winkel von 90° zueinander aufweisen. Bei dieser Variante überragt das untere Ende des Getriebes das untere Ende der Brennkraftmaschine und die Ölwanne kann sich somit in den Bereich unterhalb der Brennkraftmaschine schmiegen, ohne dass sie das Getriebe nach unten überragt oder sie überragt dieses nur unwesentlich. Außerdem können auf diese Weise sowohl horizontale als auch vertikale Kräfte abgestützt werden.
  • Bei einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Rahmenträger der Ölwanne einen dritten Befestigungsabschnitt aufweist, der an der Unterseite des Getriebes befestigt ist. Die Füllwanne ist somit nicht nur an der Unterseite der Brennkraftmaschine sondern auch an der Unterseite des Getriebes sowie an der vorderen Stirnseite des Getriebes angeflanscht. Hierdurch können optimal Schwingungskräfte abgestützt werden und das Getriebe wird zudem über die Ölwanne mit der Brennkraftmaschine verschraubt. Dabei können der erste und der dritte Befestigungsabschnitt des Rahmenträgers zueinander versetzte Ebenen aufweisen.
  • Erfindungsgemäß ist zwischen den Rahmenträger und den Sammeltopf ein Absorberelement zwischengeschaltet, das als Schwingungsabsorber dient und ist dem Rahmenträger und dem Sammeltopf ultraschallverschweißt, verklebt oder laserverschweißt oder mittels eines Heizelements verbunden ist. Dieser Schwingungsabsorber dient dazu, die hauptsächlich von der Brennkraftmaschine erzeugten Schwingungen, jedoch auch diejenigen des Getriebes aufzunehmen und weitestgehend zu absorbieren, so dass der Sammeltopf im Wesentlichen schwingungsarm ist.
  • Dabei kann gemäß der Erfindung das Absorberelement aus Metall, insbesondere aus Blech, oder aus Kunststoff, insbesondere aus einem vom Kunststoff des Sammeltopfes verschiedenen Kunststoff bestehen. Das Absorberelement und der Sammeltopf bilden bevorzugt ein 2K-Bauelement, wobei der Sammeltopf aus einem Kunststoff, insbesondere einem glasfaserverstärkten Thermoplast besteht, wohingegen das Absorberelement aus einem Elastomer besteht und der Sammeltopf an das Absorberelement angespritzt ist. Hierdurch entsteht im Übergangsbereich vom Absorberelement zum Sammeltopf eine innige Kunststoffmischung aus Thermoplast und Elastomer.
  • Die eingangs genannte Aufgabe wird auch durch ein erfindungsgemäßes Herstellungsverfahren gelöst.
  • Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnung eine besonders bevorzugte Ausführungsform beschrieben ist. Dabei können die in der Zeichnung dargestellten sowie in der Beschreibung und in den Ansprüchen erwähnten Merkmale jeweils einzeln für sich oder in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein.
  • In der Zeichnung zeigen:
    • Figur 1
    eine schematische Darstellung einer Brennkraftmaschine mit einem daran angeflanschten Getriebe sowie einer anhängenden Ölwanne;
    Figur 2
    eine perspektivische Ansicht einer Variante der Ölwanne;
    Figur 3
    eine Seitenansicht der Ölwanne in zwei unterschiedlichen Variationen; und
    Figur 4
    eine vergrößerte Wiedergabe eines Ausschnitts der Verbindungsstelle zwischen dem Rahmenträger und dem daran befestigten Kunststoffelement.
  • Die Figur 1 zeigt in schematischer Ansicht eine insgesamt mit 10 bezeichnete Brennkraftmaschine, an welche ein Getriebe 12 angeflanscht ist. Dieses Getriebe 12 versetzt eine Antriebswelle 14 in Drehung. Unterhalb der Brennkraftmaschine 10 befindet sich eine insgesamt mit 16 bezeichnete Ölwanne, die sowohl mit der Unterseite der Brennkraftmaschine 10 als auch mit der vorderen Stirnseite des Getriebes 12 verschraubt ist. Außerdem kann sich die Ölwanne 16 auch an der Unterseite des Getriebes 12 abstützen, was z.B. über eine Verschraubung erfolgt, was aber nicht zwingend erforderlich ist. Ferner ist erkennbar, dass Kräfte in der Brennkraftmaschine 10 in Richtung des Pfeils 18 auf das Getriebe 12 und Kräfte vom Getriebe 12 in Richtung des Pfeils 20 auf die Brennkraftmaschine 10 wirken. Außerdem wirken Kräfte von der Brennkraftmaschine 10 in Richtung des Pfeils 22 auf die Ölwanne 16 sowie umgekehrt, was mit dem Pfeil 24 angedeutet ist. Gleichermaßen wirken Kräfte vom Getriebe 12 in Richtung des Pfeils 26 in Richtung auf die Ölwanne 16 und umgekehrt, was mit dem Pfeil 28 angedeutet ist. Dabei wirken die Kräfte in Richtung der Pfeile 18 und 20 sowie 26 und 28 in horizontaler und die Kräfte in Richtung der Pfeile 22 und 24 in vertikaler Richtung.
  • Schließlich ist in Figur 1 andeutungsweise wiedergegeben, dass die Ölwanne 18 einen Rahmenträger 30 sowie einen Sammeltopf 32 aufweist. Der Rahmenträger 30 stützt sich direkt an der Brennkraftmaschine 10 sowie am Getriebe 12 ab, wohingegen sich der Sammeltopf 32 am Rahmenträger 30 abstützt, bzw. mitdiesem verbunden ist.
  • Die Figur 2 zeigt eine perspektivische Ansicht der Ölwanne 16, in welche von oben eingesehen werden kann. In dieser Ölwanne 16, insbesondere im Sammeltopf 32 befinden sich nicht näher dargestellte und nur exemplarisch gezeigte Schwallwände 34, welche von ebenfalls nicht dargestelltem Schmieröl umflossen sind. Ferner ist ein Ölsaugrohr 36, über dessen Ansaugstutzen Schmieröl mittels einer Ölpumpe angesaugt wird, dargestellt. Das Ölsaugrohr 36 ragt in die Unterseite der Brennkraftmaschine 10 hinein.
  • Der Rahmenträger 30 besteht aus Metall, insbesondere aus Aluminium und weist an seiner in der Figur 2 erkennbaren Oberseite, welche der Unterseite der Brennkraftmaschine 10 zugewandt ist, einen Befestigungsabschnitt 38 auf, der mit einer Vielzahl von Befestigungsöffnungen 40 versehen ist. Im rechten Winkel zum Befestigungsabschnitt 38 steht ein zweiter Befestigungsabschnitt 42, in welchem ebenfalls Befestigungsöffnungen 44 vorgesehen sind. Dieser Rahmenträger 30 wird mittels mehrerer Schrauben (nicht dargestellt) starr an der Unterseite der Brennkraftmaschine 10 sowie an der Vorderseite des Getriebes 12 verschraubt. Den beiden Befestigungsabschnitten 38 und 42 gegenüberliegend weist der Rahmenträger 30 einen Topfabschnitt 46 auf, deren Außenkontur im Wesentlichen den beiden Befestigungsabschnitten 38 und 42 folgt. Dabei ist der Topfabschnitt 46 bzw. dessen Außenkontur derart gekrümmt, dass die Krümmungsradien 48 nicht zu klein sind, d.h. mehr als 50 mm, insbesondere 100 mm und bevorzugt 200 mm betragen.
  • An den Topfabschnitt 48 schließt sich der Sammeltopf 32 an, welcher aus Kunststoff besteht. Die Verbindung erfolgt über eine Laserverschweißung, so dass keine zusätzlichen Bauteile wie Schrauben, Dichtungen und dergleichen erforderlich sind. Außerdem können von der Brennkraftmaschine 10 und vom Getriebe 12 eingeleitete Kräfte vom Rahmenträger 30 auch in den Sammeltopf 32 übertragen werden und umgekehrt.
  • In der Figur 3 befindet sich zwischen dem Rahmenträger 30 und dem Sammeltopf 32 ein Absorberelement 50, welches Schwingungen vom Rahmenträger 30 in Richtung des Sammeltopfes 32 und umgekehrt dämpft und absorbiert. Das Absorberelement 50 ist mit dem Rahmenträger 30 ebenfalls laserverschweißt und einteilig mit dem Sammeltopf 32 ausgebildet. Dabei bestehen der Sammeltopf 32 und das Absorberelement 50 beide aus Kunststoff, sind jedoch als 2K-Element ausgebildet. Dabei kann bei der Herstellung des Sammeltopfes 32 das Absorberelement 50 in das Spritzgusswerkzeug eingelegt werden, wodurch eine innige Verbindung der beiden Bauteile entsteht. Bei tiefgezogenem Sammeltopf 32 ist das Absorberelement 50 z.B. ebenfalls mit diesem laserverschweißt. Die beiden Bauteile können aus unterschiedlichen Thermoplasten bestehen, die ggf. auch faserverstärkt sind. Es besteht auch die Möglichkeit, dass das Absorberelement 50 aus einem Elastomer besteht.
  • Schließlich ist aus der Figur 3 noch eine Variante erkennbar, bei welcher der Topfabschnitt 46a nicht gekrümmt sondern gerade verläuft. Hierdurch erhöht sich zwar der Metallanteil des Rahmenträgers 30, jedoch können höhere Kräfte von diesem an den Sammeltopf 32, der eben am Rahmenträger 30 anliegt, übertragen werden. Bei einem gekrümmten Topfabschnitt 46, bei welchem die Radien 48 größer als 50 mm sind, werden optimal Druck- und Schwerkräfte übertragen.
  • Die erfindungsgemäße Ölwanne 16 besitzt den wesentlichen Vorteil, dass sie relativ steif ist und Kräfte bezüglich der Brennkraftmaschine 10 und des Getriebes 16 übertragen kann, jedoch ein relativ geringes Gewicht aufweist.
  • Die Figur 4 zeigt ein erfindungsgemäßes Fügeverfahren zur Abbindung des Rahmenträgers 30. Dargestellt ist ein Abschnitt IV gemäß Figur 2 des Rahmenträgers 30, der an seiner dem Sammeltopf 32 oder dem Absorberelement 50 zugewandten Seite, also im Topfabschnitt 46 (im Übergang vom Metall zum Kunststoff), eine gezahnte Oberfläche aufweist, die mit einer Vielzahl von widerhakenartigen Zähnen 52 versehen ist. Der aus Kunststoff bestehende Sammeltopf 32 oder das aus Kunstsoff bestehende Absorberelement 50 wird entweder bei der Herstellung des Bauteils in die Zwischenräume der Zähne 52 gedrückt oder das Einbringen erfolgt beim Fügeprozess, bei welchem der Rahmenträger 30 und der Sammeltopf 32 bzw. das Absorberelement 50 miteinander verbunden werden. Dabei wird der Kunststoff z.B. mittels Heißgas, eines Lasers, Infrarot oder dergleichen plastifiziert und zwischen die Zähne 52 gepresst. Hierdurch entsteht eine innige Verbindung. Es besteht auch die Möglichkeit, dass die Zähne 52 erwärmt werden und dann auf die Oberfläche des Kunststoffs aufgepresst werden, gegebenenfalls unter Zuhilfenahme eines Lasers, Heißgases, Infrarot usw.

Claims (16)

  1. Ölwanne (16) für eine Brennkraftmaschine (10) und für ein an die Brennkraftmaschine (10) angeflanschtes Getriebe (12), wobei die Ölwanne (12) sowohl an der Brennkraftmaschine (10) als auch am Getriebe (12) befestigbar ist und hierfür einen ersten Befestigungsabschnitt (38) für die Befestigung an der Brennkraftmaschine (10) und einen zweiten Befestigungsabschnitt (42) für die Befestigung am Getriebe (12) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Befestigungsabschnitte (38, 42) einteilig ausgebildet sind und von einem Rahmenträger (30) gebildet werden, wobei der Rahmenträger (30) aus Metall, insbesondere aus Aluminium, einer Aluminiumlegierung, Magnesium oder Stahl besteht und am Rahmenträger (30) der Sammeltopf (32) der Ölwanne (16) unlösbar befestigt ist, wobei der Sammeltopf (32) aus Kunststoff besteht.
  2. Ölwanne nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Rahmenträger (30) einen Topfabschnitt (46) aufweist, an welchem der Sammeltopf (32) befestigt ist und der Sammeltopf (32) und der Rahmenträger (30) miteinander verschweißt, insbesondere ultraschallverschweißt, mittels Reibschweißen, Infrarotschweißen, Heißgas oder Heizelement verbunden, verklebt oder laserverschweißt sind.
  3. Ölwanne nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Topfabschnitt (46) im Wesentlichen entlang der beiden Befestigungsabschnitte (38, 42) verläuft und diesen gegenüberliegt.
  4. Ölwanne nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Topfabschnitt (46) entlang der Außenkontur des Rahmenträgers (30) verläuft, welche der Brennkraftmaschine (10) und dem Getriebe (12) zugewandt ist, und Krümmungsradien (48) von größer 50 mm, insbesondere 100 mm, bevorzugt 200 mm aufweist.
  5. Ölwanne nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Topfabschnitt (46) gerade ist und/ oder in einer Ebene liegt.
  6. Ölwanne nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Rahmenträger (30) als Energieaufnahmeelement dient und Kräfte der Brennkraftmaschine (10) und des Getriebes (12) aufnimmt und jeweils an das andere Bauelement weiterleiten kann.
  7. Ölwanne nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Befestigungsabschnitte (38, 42) des Rahmenträgers (30) in einer Ebene liegen.
  8. Ölwanne nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Befestigungsabschnitte (38, 42) des Rahmenträgers (30) winkelig zueinander liegen, insbesondere einen Winkel von 90° zueinander aufweisen.
  9. Ölwanne nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Rahmenträger (30) einen dritten Befestigungsabschnitt aufweist, der am Getriebe (12) zu befestigen ist.
  10. Ölwanne nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Befestigungsabschnitt (38) und der dritte Befestigungsabschnitt des Rahmenträgers (30) zueinander versetzte Ebenen aufweisen.
  11. Ölwanne nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Rahmenträger (30) mittels Buchsen oder buchsenfrei an der Brennkraftmaschine (10) und am Getriebe (12) verschraubt ist.
  12. Ölwanne nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Rahmenträger (30) und dem Sammeltopf (32) ein Absorberelement (50) zwischengeschaltet ist.
  13. Ölwanne nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Absorberelement (50) als Schwingungsabsorber dient und am Rahmenträger (30) und dem Sammeltopf (32) angeschraubt, ultraschallverschweißt, mittels Reibschweißen, Infrarotschweißen, Heißgasschweißen oder Heizelement verbunden, verklebt oder laserverschweißt ist.
  14. Ölwanne nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Absorberelement (50) aus Metall, insbesondere aus Blech, oder aus Kunststoff, insbesondere einem vom Kunststoff des Sammeltopfes verschiedenen Kunststoff besteht.
  15. Ölwanne nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Rahmenträger (30) einen Topfabschnitt (46) aufweist, an welchem der Sammeltopf (32) befestigt ist, wobei der Topfabschnitt (46), eine gezahnte Oberfläche aufweist, die mit einer Vielzahl von widerhakenartigen Zähnen (52) versehen ist, wobei der Sammeltopf (32) beim Fügeprozess in die Zwischenräume der Zähne 52 gedrückt wird, wobei entweder der Kunststoff erwärmt bzw. plastifiziert und zwischen die Zähne 52 gepresst wird, oder die Zähne 52 erwärmt werden und dann auf die Oberfläche des Kunststoffs aufgepresst werden.
  16. Verfahren zur Herstellung einer Ölwanne nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Rahmenträger (30) einen Topfabschnitt (46) aufweist, an welchem der Sammeltopf (32) befestigt ist, wobei der Topfabschnitt (46) eine gezahnte Oberfläche aufweist, die mit einer Vielzahl von widerhakenartigen Zähnen (52) versehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Sammeltopf (32) beim Fügeprozess in die Zwischenräume der Zähne 52 gedrückt wird, wobei entweder der Kunststoff erwärmt bzw. plastifiziert und zwischen die Zähne 52 gepresst wird, oder die Zähne 52 erwärmt werden und dann auf die Oberfläche des Kunststoffs aufgepresst werden.
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