EP3250797A1 - Brennkraftmaschine mit einem einen ölkanal aufweisenden ölrücklauf - Google Patents

Brennkraftmaschine mit einem einen ölkanal aufweisenden ölrücklauf

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EP3250797A1
EP3250797A1 EP15831045.8A EP15831045A EP3250797A1 EP 3250797 A1 EP3250797 A1 EP 3250797A1 EP 15831045 A EP15831045 A EP 15831045A EP 3250797 A1 EP3250797 A1 EP 3250797A1
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EP
European Patent Office
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oil
internal combustion
combustion engine
collection
collection point
Prior art date
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EP15831045.8A
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English (en)
French (fr)
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EP3250797B1 (de
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Ralf Siemer
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Volkswagen AG
Original Assignee
Volkswagen AG
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Publication date
Application filed by Volkswagen AG filed Critical Volkswagen AG
Publication of EP3250797A1 publication Critical patent/EP3250797A1/de
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Publication of EP3250797B1 publication Critical patent/EP3250797B1/de
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    • 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
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
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    • F01M11/0004—Oilsumps
    • F01M2011/005—Oilsumps with special anti-turbulence means, e.g. anti-foaming means or intermediate plates
    • 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
    • F01M11/02—Arrangements of lubricant conduits
    • F01M2011/023—Arrangements of lubricant conduits between oil sump and cylinder head

Definitions

  • the invention relates to an internal combustion engine with a cylinder crankcase, a
  • Oil pan which is filled in operation to an oil level with oil, an oil pan upper part with at least one passage opening and at least one oil channel having, the return of oil, in particular from the oil separation in the oil pan serving oil return is associated.
  • DE 100 26 113 B4 also describes an internal combustion engine with an oil pan upper part arranged between a crank chamber and an oil pan, which is held between a cylinder crankcase and an adjoining part of an oil pan.
  • An oil channel runs in such a way that the oil returned from the cylinder head is led into the oil sump below the oil level.
  • blow-by means in an internal combustion engine the gas flowing past the piston rings during compression.
  • an oil separator is achieved that may still be reflected in the gas flowing through the gas outlet from the cyclone, located oil droplets in the region of the enlarged cross-section gas line section on the surfaces and flow from there under gravity to ⁇ lableitkanal through which the oil either is passed directly to the oil sump of the internal combustion engine or first to the oil outlet and from there, together with the already separated in the cyclone oil to the oil sump of the internal combustion engine.
  • the ⁇ labscheidegrad is particularly high and that neither oil mist nor occasionally get larger drops of oil in the air intake tract of the internal combustion engine.
  • Crankcase ventilation gas of an internal combustion engine in the interior of the cyclone is offset in this in a helical rotary flow, in which the entrained oil droplets due to centrifugal forces are carried to the outside and precipitate on the inner wall of the cyclone.
  • the oil outlet at the lower end of the cyclone leads from the oil collection funnel to the oil sump of the internal combustion engine.
  • the oil separator comprises at least one cyclone, one connected to the crankcase of the internal combustion engine
  • Gas inlet a gas outlet connected to the air intake tract of the internal combustion engine and an oil outlet connected to the oil sump of the internal combustion engine, wherein the gas outlet protrudes as a dip tube through a top closing the cyclone in the cyclone interior.
  • the oil does not flow to the oil sump arranged at the lowest level of the oil system, but collects at other points in the oil system.
  • the cause of this may be, for example, fast cornering, whereby the oil is pressed to the outside and thereby additionally a gas pressure is built up in the oil passage, which counteracts the unimpeded outflow of the oil.
  • the invention has the object, an internal combustion engine of the type mentioned in such a way that in particular driving dynamics caused pressure fluctuations in the oil line system does not lead to a deterioration of the oil flow in the oil channel.
  • an internal combustion engine in which the oil channel has a collection point, which receives a free passage of the oil passage occluding oil volume during operation, wherein the collection point is arranged such that an oil level of the oil pan in the direction of gravity below the collection level, ie geodesically deeper than the collection level of the oil volume is in the collection point.
  • the oil channel is partially designed as a collection point or is connected to such a collection point in which collects an oil volume that does not flow into the oil pan even with strong driving dynamics and which closes the free passage of the oil channel, is also the gas exchange between the sections in
  • Essential for the invention is a geodetically above the oil inlet, in particular above a floor level of the collection point arranged oil drain, the collecting point receives a line of the oil channel occluding oil volume, the collection level is above the oil level of the oil pan.
  • a particularly advantageous embodiment of the invention is also achieved in that the collection point has a bent pipe section with an oil inlet and an oil drain, which include between them a pipe bend section in a geodetically lower position.
  • the oil channel could have a pipe bend between two horizontally extending regions which reaches a lower region.
  • the collection point is bent in an S-shape
  • the collection point has an oil collection container equipped with a collection level defining oil drain, and that the oil passage as a dip tube has executed portion which lies with its opening below the collection level, that is immersed in the oil volume.
  • Olsammel useder set and can be easily adapted to different internal combustion engines.
  • the Olsammel relier may be equipped in an open design with an overflow, or in a closed design with at least one outlet opening as an oil drain, which may optionally be closed.
  • a plurality of oil passages each with at least one dip tube, can lead into a common oil collection container and submerge into the collecting volume.
  • the space required and the design effort to realize the invention are reduced.
  • the oil volume which is required in the collection point and, for example, can not be completely removed even when changing the oil is reduced to a minimum compared with several separate collection points.
  • the oil passage is arranged concentrically to a Olsammel sampleser the collection point.
  • the efficiency can be further increased by arranging several collection points in cascade such that the oil drain of a first collection point leads into an oil supply of a second collection point, whereby the collection points can be flowed through in a series arrangement.
  • the oil feed of a second collection point lies in the direction of gravity below an oil drain of a first collection point.
  • the collection point could be arranged outside the internal combustion engine and connected to it by suitable lines.
  • an embodiment is particularly simple in which the collection point is arranged inside the cylinder crankcase, in particular within the space defined by the oil sump.
  • it is particularly useful if the effective oil column as geodesic
  • Height difference between the oil inlet and the oil drain is at least 100 mm.
  • FIG. 1 shows a cross section through an internal combustion engine with a cylinder crankcase and an oil return, which is associated with a collecting point exhibiting oil channel.
  • FIG. 3 shows a perspective view of the oil pan bottom part shown in FIG. 2 with the two collection points;
  • Fig. 4 is a perspective view of the oil pan base with an oil planer
  • FIG. 5 shows a variant of a collection point with an S-shaped bent pipe section.
  • Fig. 6 shows a further variant of a collection point with a coaxial to the oil inlet
  • FIG. 7 shows a simplified variant of the collection point shown in FIG. 4 with two dip tubes opening into the same oil collection container
  • FIG. 8 shows a variant of a collection point with two concentric oil collecting containers.
  • FIG. 1 shows, in a very simplified schematic representation, a cross section through an internal combustion engine 1 with a cylinder crankcase 2 and one below a cylinder crankcase 2
  • the oil pan 4 comprises an adapted to the rotational circle of the crank mechanism 3 Olwannenoberteil 5 and a lower pan part 6, which is filled during operation of the internal combustion engine 1 to an oil level 7 with oil 8.
  • Olwannenoberteil 5 is equipped with a plurality of passage openings 9, each of which an oil passage 10 is assigned to return the oil 8 in the oil pan 4, for better clarity, only one example of a possible arrangement is shown.
  • oil passage 10 is provided below the oil pan upper part 5 as an oil retaining cup
  • Collection point 11 is provided, in which a running as a dip tube 12 portion of the oil passage 10 to below a collecting level 13 of the oil volume in the collection point 1 1 dips.
  • a running as a dip tube 12 portion of the oil passage 10 to below a collecting level 13 of the oil volume in the collection point 1 1 dips.
  • the free passage of the oil passage 10 and in particular prevents undesirable compensation of possible pressure differences between the gas volume within the sump 4 and the gas volume within the cylinder crankcase 2, which otherwise by a flow of oil directed counter to the gas flow reliable Repatriation of the oil 8 could complicate.
  • the collection point 11 is designed such that the oil level 7 in the oil pan 4 in the direction of gravity is always lower than the collection level 13 of the oil volume in the collection point 11.
  • Figure 2 shows a Olwannenoberteil 5 and an oil pan bottom part 6 of the internal combustion engine 1 with two collection points 1 1 in a sectional side view. As can be seen, the oil passes through an oil passage opening 9 of a respective collecting point 11
  • the oil reservoir 25 each have different collection levels 13, from which flows over from the oil and flows into the oil pan 4, in which the oil collects to an oil level 7.
  • FIG. 3 additionally shows the oil pan bottom 6 shown in FIG. 2 with the two collection points 11.
  • the two collection points 11 are connected to form a structural unit and can be fixed in the lower part of the oil pan 6 without problems.
  • a further variant of a collection point 24 can be seen in Figure 4, in which two separate dip tubes 12 are connected to form a structural unit.
  • a first exchange tube 12 ' serves as a coarse oil discharge of an old passage opening 9 in an oil planer 29.
  • the further dip tube 12 "serves for the fine oil return of a collection channel (not further shown.)
  • Both dip tubes 12', 12" open into an oil collection container 25, the respective oil volumes being separated by a
  • Partition 30 are separated. When the maximum collection level 13 is exceeded, the oil flows into the oil pan 4 or into the adjacent collection area.
  • FIG. 5 shows a variant of a collection point 15 with an S-shaped curve of the oil channel 10, wherein the oil volume is collected in a pipe bend section 16 arranged in a geodetically lower position, that of an oil inlet 17 and a oil inlet 17 running parallel to it Oil drain 18 is included and so always remains filled with oil according to the principle of communicating pipes, thus making the passage of gases at least difficult.
  • the pipe bend portion 16 is integrally connected to the oil inlet 17 and the oil drain 18, but can also be designed separable or replaceable.
  • FIG. 6 a further variant of a collection point 19 is shown in Figure 6, in which the oil inlet 17 to the oil drain 18 is not only parallel, but also along a common axis 20 coaxial.
  • two flow guide elements 22, 23 are arranged such that, similar to the S-shaped pipe bend section 16 shown in FIG. 5, a flow deflection of the oil occurs, with the second flow guide element 23 simultaneously overflowing the oil Achieving a maximum collection level allows.
  • the first flow guide 22 dips into the collecting volume. Due to the coaxial arrangement, this variant can be used without problems even if the structural conditions of the structure are essentially unchanged
  • Internal combustion engine 1 realized or even with existing internal combustion engine. 1
  • FIG 7 a simplified embodiment of the collection point shown in Figure 4 24 is shown with two independent dip tubes 12, which open into the same oil reservoir 25, wherein a respective, designed as an oil inlet 17 opening in a
  • Submersible tube section below a collecting level 13 in the collection point 24 is located.
  • the oil collecting container 25 can be surrounded by a further oil collecting container 25 'on the circumference.
  • the upper edge 14 of the inner oil collecting container 25 is higher than the edge 14 'of the inner oil collecting container 25 enclosing outer oil collection container 25'.
  • the oil feed 17 is embodied here by way of example as a pipe bend section 16, so that the supplied oil is first collected in the pipe bend section 16.
  • the oil flows over the upper edge 14 of the inner oil collecting container 25 and passes through an annular gap 27 between the inner oil collecting container 25 and the outer oil collecting container 25 'to an inlet opening 28 arranged in a region near the bottom of the outer oil collecting container 25' Intake port 28, indicated by an arrow, flows the oil into the outer oil reservoir 25 'and, when the edge 14' of the outer oil reservoir 25 'is reached, it can freely overflow, whereby the oil passes into the oil sump 4 shown in FIG.
  • the cascading arrangement of the oil reservoirs 25, 25 'in the concentric design is achieved by the additional overcoming of the geodetic height difference between the edge 14 of the inner oil reservoir 25 and the
  • Inlet opening 28 of the outer oil collecting container 25 'achieved a significant increase in efficiency and effective protection even large occurring during driving pressure differences, which also only a small space is required.

Landscapes

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

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine (1) mit einer unterhalb eines Kurbeltriebes (3) angeordneten Ölwanne (4). Die Ölwanne (4) ist im Betrieb der Brennkraftmaschine (1) bis zu einem Ölniveau (7) mit Öl (8) gefüllt. Das Ölwannenoberteil (5) ist mit mehreren Durchlassöffnungen (9) ausgestattet, denen jeweils ein Ölkanal (10) zur Rückführung des Öls (8) in die Ölwanne (4) zugeordnet ist. In dem Ölkanal (10) ist unterhalb des Ölwannenoberteils (5) eine Sammelstelle (11) vorgesehen, in die ein als Tauchrohr (12) ausgeführter Abschnitt des Ölkanals (10) bis unterhalb eines Sammelniveaus (13) des Ölvolumens in der Sammelstelle (11) eintaucht. Dadurch verschließt das Ölvolumen in dieser Sammelstelle (11) im Betrieb den freien Durchlass des Ölkanals (10) und verhindert insbesondere einen unerwünschten Ausgleich möglicher Druckdifferenzen zwischen dem Gasvolumen innerhalb der Ölwanne (4) und dem Gasvolumen innerhalb eines Zylinderkurbelgehäuses (2), welcher anderenfalls durch eine dem Ölfluss entgegengerichtete Gasströmung die zuverlässige Rückführung des Öls (8) erschweren könnte. Hierzu ist die Sammelstelle (11) derart ausgeführt, dass das Ölniveau (7) in der Ölwanne (4) stets tiefer liegt als das Sammelniveau (13) des Ölvolumens in der Sammelstelle (11).

Description

Beschreibung
Brennkraftmaschine mit einem einen Ölkanal aufweisenden Ölrücklauf
Die Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine mit einem Zylinderkurbelgehäuse, einer
Ölwanne, welche im Betrieb bis zu einem Ölniveau mit Öl gefüllt ist, einem Ölwannenoberteil mit zumindest einer Durchlassöffnung und einem zumindest einen Ölkanal aufweisenden, der Rückführung von Öl insbesondere aus der Olabscheidung in die Ölwanne dienenden Ölrücklauf zugeordnet ist.
Eine derartige Brennkraftmaschine wird in der Praxis bereits vielfach eingesetzt und gehört daher bereits aufgrund offenkundiger Vorbenutzung zum Stand der Technik.
Beispielsweise beschreibt auch die DE 100 26 113 B4 eine Brennkraftmaschine mit einem zwischen einem Kurbelraum und einer Ölwanne angeordneten Ölwannenoberteil, welches zwischen einem Zylinderkurbelgehäuse und einem daran anschließenden Teil einer Ölwanne gehalten ist. Ein Ölkanal verläuft derart, dass das vom Zylinderkopf rückgeführte Öl bis unterhalb des Ölniveaus in die Ölwanne geleitet wird.
Im Betrieb der Brennkraftmaschine wird eine Feinölnebel enthaltende, sogenannte Blowby- Strömung durch eine Gasrückführeinrichtung aus einem Kurbelgehäuse abgeführt und beispielsweise der Ladeluft zugeführt. Unter Blowby versteht man bei einer Brennkraftmaschine das bei der Kompression an den Kolbenringen vorbeiströmende Gas.
Mit einem Ölabscheider wird erreicht, dass sich eventuell noch in dem Gas, das durch den Gasauslass aus dem Zyklon strömt, befindliche Öltröpfchen im Bereich des im Querschnitt vergrößerten Gasleitungsabschnittes an dessen Oberflächen niederschlagen und von dort unter Schwerkraftwirkung zum Ölableitkanal fließen, durch den das Öl entweder unmittelbar zum Ölsumpf der Brennkraftmaschine oder zuerst zum Ölauslass und von dort zusammen mit dem schon im Zyklon abgeschiedenen Öl zum Ölsumpf der Brennkraftmaschine geleitet wird. Auf diese Weise wird erreicht, dass der Ölabscheidegrad besonders hoch wird und dass weder Ölnebel noch gelegentlich größere Öltropfen in den Luftansaugtrakt der Brennkraftmaschine gelangen. Im Betrieb des Ölabscheiders gelangt durch den Gaseinlass
Kurbelgehäuseentlüftungsgas einer Brennkraftmaschine in den Innenraum des Zyklons und wird in diesem in eine schraubenlinienförmige Drehströmung versetzt, in welcher die mitgeführten Öltröpfchen infolge von Zentrifugalkräften nach außen getragen werden und sich an der Innenwand des Zyklons niederschlagen. Der Ölauslass am unteren Ende des Zyklons führt aus dem Ölsammeltrichter zum Ölsumpf der Brennkraftmaschine.
Aus der WO 00/68548 A1 ist ein solcher Ölabscheider zur Entölung von Kurbelgehäuse- Entlüftungsgasen einer Brennkraftmaschine bekannt. Der Ölabscheider umfasst mindestens einen Zyklon, der einen mit dem Kurbelgehäuse der Brennkraftmaschine verbundenen
Gaseinlass, einen mit dem Luftansaugtrakt der Brennkraftmaschine verbundenen Gasauslass und einen mit dem Ölsumpf der Brennkraftmaschine verbundenen Ölauslass aufweist, wobei der Gasauslass als Tauchrohr durch einen den Zyklon oben abschließenden Deckel in den Zyklon-Innenraum hineinragt.
Um den Ölrücklauf aus dem Ölabscheider in der Ölwanne in allen Einbaulagen und allen dynamischen Zuständen sicherzustellen, ist es notwendig, eine komplexe Auslegung bzw. Leitungsführung des Ölrücklaufes unter das Ölniveau in der Ölwanne zu realisieren.
Durch den im Betrieb der Brennkraftmaschine in dem Ölkanal auftretenden Gasdruck kann es vorkommen, dass das Öl nicht zu der auf dem tiefst liegenden Niveau des Ölsystems angeordneten Ölwanne fließt, sondern sich an anderen Stellen im Ölsystem sammelt. Die Ursache hierfür können beispielsweise schnelle Kurvenfahrten sein, wodurch das Öl nach außen gedrückt wird und dadurch zusätzlich auch ein Gasdruck in dem Ölkanal aufgebaut wird, welcher dem ungehinderten Abströmen des Öls entgegenwirkt.
Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Brennkraftmaschine der eingangs genannten Art derart auszuführen, dass insbesondere fahrdynamisch bedingte Druckschwankungen im Ölleitungssystem nicht zu einer Beeinträchtigung des Ölflusses im Ölkanal führen.
Diese Aufgabe wird gelöst mit einer Brennkraftmaschine gemäß den Merkmalen des
Patentanspruches 1. Die Unteransprüche betreffen besonders zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung.
Erfindungsgemäß ist also eine Brennkraftmaschine vorgesehen, bei welcher der Ölkanal eine Sammelstelle aufweist, die im Betrieb ein den freien Durchlass des Ölkanals verschließendes Ölvolumen aufnimmt, wobei die Sammelstelle derart angeordnet ist, dass ein Ölniveau der Ölwanne in Richtung der Schwerkraft unterhalb des Sammelniveaus, also geodätisch tiefer als das Sammelniveau des Ölvolumens in der Sammelstelle liegt. Indem also der Ölkanal abschnittsweise als eine Sammelstelle ausgeführt ist oder mit einer solchen Sammelstelle verbunden ist, in der sich ein Ölvolumen sammelt, das selbst bei starken fahrdynamischen Einwirkungen nicht in die Ölwanne abfließt und welches den freien Durchlass des Ölkanals verschließt, wird zugleich auch der Gasaustausch zwischen den Abschnitten in
Strömungsrichtung vor und hinter der Sammelstelle unterbunden. In der Folge werden
Druckschwankungen, beispielsweise verursacht durch ein in der Ölwanne hin und her schwappendes Ölvolumen oder auch bedingt durch Gasdruckdifferenzen in dem Kurbeltrieb, nicht mehr auf das Ölleitungssystem übertragen, sondern durch das Ölvolumen in der
Sammelstelle lokal begrenzt. Somit wird auch unter ungünstigen Betriebsbedingungen stets ein zuverlässiger Ölrücklauf gewährleistet. Wesentlich für die Erfindung ist ein geodätisch oberhalb des Ölzulaufes, insbesondere oberhalb eines Bodenniveaus der Sammelstelle angeordneter Ölablauf, wobei die Sammelstelle ein die Leitung des Ölkanals verschließendes Ölvolumen aufnimmt, dessen Sammelniveau oberhalb des Ölniveaus der Ölwanne liegt.
Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung wird auch dadurch erreicht, dass die Sammelstelle einen gebogenen Rohrabschnitt mit einem Ölzulauf und einem Ölablauf aufweist, die zwischen sich einen Rohrbogenabschnitt in einer geodätisch tiefer liegenden Position einschließen. Indem der Ölzulauf und der Ölablauf nach dem Prinzip der
kommunizierenden Röhren verbunden und stets mit Öl gefüllt bleiben, verschließt das in der Sammelstelle vorhandene Ölvolumen den Ölkanal gasdicht. In der Praxis wird daher unter dem Einfluss von Luftdruckschwankungen lediglich das relative Ölniveau des Ölzulaufes gegenüber dem Ölablauf verändert, ohne dass es jedoch zu einem unerwünschten Durchlass von Gasen kommen kann.
Der Ölkanal könnte erfindungsgemäß zwischen zwei horizontal verlaufenden Bereichen einen Rohrbogen aufweisen, welcher einen tiefer liegenden Bereich erreicht. Besonders praxisgerecht ist es hingegen, wenn bei einem vertikalen oder zumindest im Wesentlichen von oben nach unten verlaufenden Bereich des Ölkanals die Sammelstelle einen s-förmig gebogenen
Rohrabschnitt aufweist, welcher einteilig mit dem Ölzulauf und dem Ölablauf verbunden ist, sodass der Verlauf des Ölkanals nach dem Prinzip eines Siphons problemlos in eine vertikale Anordnung integriert werden kann.
Eine andere, ebenfalls besonders Erfolg versprechende Ausgestaltung der Erfindung wird auch dadurch erreicht, dass die Sammelstelle einen mit einem das Sammelniveau festlegenden Ölablauf ausgestatteten Ölsammelbehälter aufweist, und dass der Ölkanal einen als Tauchrohr ausgeführten Abschnitt aufweist, welches mit seiner Öffnung unterhalb des Sammelniveaus liegt, also in das Ölvolumen eintaucht. Hierdurch wird in einfacher Weise ein nach dem Prinzip eines Flaschenverschlusses in jeder Betriebssituation zuverlässig gasdicht abschließender Sammelstellenbereich geschaffen, wobei die von dem Öl im Betrieb zu überwindende
Höhendifferenz bedarfsweise durch die Eintauchtiefe des Tauchrohres in dem
Olsammelbehälter eingestellt und so an unterschiedliche Brennkraftmaschinen problemlos angepasst werden kann. Der Olsammelbehälter kann dabei in einer offenen Bauform mit einem Überlauf, oder aber bei einer geschlossenen Bauform mit zumindest einer Auslassöffnung als Ölablauf ausgestattet sein, die gegebenenfalls auch verschließbar sein kann.
Zudem können so gemäß einer besonders praxisgerechten Variante der Erfindung mehrere Ölkanäle mit jeweils zumindest einem Tauchrohr in einen gemeinsamen Olsammelbehälter führen und in das Sammelvolumen eintauchen. Hierdurch werden der Platzbedarf und der konstruktive Aufwand zu Realisierung der Erfindung vermindert. Zudem wird so zugleich auch das Ölvolumen, welches in der Sammelstelle erforderlich ist und beispielsweise auch bei einem Ölwechsel nicht ohne Weiteres vollständig entfernt werden kann, im Vergleich zu mehreren separaten Sammelstellen auf ein Minimum reduziert.
Vorzugsweise ist der Ölkanal konzentrisch zu einem Olsammelbehälter der Sammelstelle angeordnet. Dabei kann gemäß einer besonders praxisgerechten Ausgestaltung der Erfindung die Effizienz dadurch weiter gesteigert werden, dass mehrere Sammelstellen kaskadenförmig derart angeordnet sind, dass der Ölablauf einer ersten Sammelstelle in einen Ölzulauf einer zweiten Sammelstelle führt, wobei die Sammelstellen in einer Reihenanordnung durchströmbar sind. Der Ölzulauf einer zweiten Sammelstelle liegt dabei in Richtung der Schwerkraft unterhalb eines Ölablaufes einer ersten Sammelstelle.
Bei einer anderen, ebenfalls besonders praxisgerechten Variante der Erfindung sind mehrere Olsammelbehälter konzentrisch zueinander angeordnet. Durch diese Bauform kann besonders platzsparend eine mehrfache Überwindung einer Höhendifferenz für einen weiter verbesserten gasdichten Verschluss realisiert werden. Der hierzu erforderliche Bauraum ist daher
vergleichsweise gering.
Die Sammelstelle könnte außerhalb der Brennkraftmaschine angeordnet und mit dieser durch geeignete Leitungen verbunden sein. Besonders einfach ist hingegen eine Ausgestaltungsform realisierbar, bei der die Sammelstelle innerhalb des Zylinderkurbelgehäuses, insbesondere innerhalb des von der Ölwanne begrenzten Raumes, angeordnet ist. Besonders sinnvoll ist es darüber hinaus, wenn die wirksame Ölsäule als geodätische
Höhendifferenz zwischen dem Ölzulauf und dem Ölablauf zumindest 100 mm beträgt.
Darüber hinaus kann nach dem Prinzip der hydraulischen Presse durch unterschiedliche Querschnittsflächen des Ölzulaufes gegenüber dem Ölablauf bei einer vergleichsweise geringen Krafteinleitung auf der einen Seite eine große Kraftwirkung auf der anderen Seite erreicht werden. Das Querschnittsverhältnis kann hierzu an die tatsächlich auftretenden Bedingungen durch eine entsprechende Auslegung der Leitungsquerschnitte problemlos angepasst werden.
Die Erfindung lässt zahlreiche Ausführungsformen zu. Zur weiteren Verdeutlichung ihres Grundprinzips ist eine davon in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend beschrieben. Diese zeigt jeweils in einer Prinzipdarstellung in
Fig. 1 einen Querschnitt durch eine Brennkraftmaschine mit einem Zylinderkurbelgehäuse und einem Ölrücklauf, dem ein eine Sammelstelle aufweisender Ölkanal zugeordnet ist;
Fig. 2 einen Querschnitt durch ein Ölwannenoberteil und ein Ölwannenunterteil der
Brennkraftmaschine mit zwei Sammelstellen;
Fig. 3 eine perspektivische Darstellung des in der Figur 2 gezeigten Ölwannenunterteiles mit den beiden Sammelstellen;
Fig. 4 eine perspektivische Darstellung des Ölwannenunterteiles mit einem Ölhobel und
einer Sammelstelle mit zwei zu einer Baueinheit verbundenen Tauchrohren;
Fig. 5 eine Variante einer Sammelstelle mit einem s-förmig gebogenen Rohrabschnitt;
Fig. 6 eine weitere Variante einer Sammelstelle mit einem zu dem Ölzulauf koaxialen
Ölablauf;
Fig. 7 eine vereinfachte Variante der in Figur 4 gezeigten Sammelstelle mit zwei in demselben Ölsammelbehälter mündenden Tauchrohren;
Fig. 8 eine Variante einer Sammelstelle mit zwei konzentrischen Ölsammelbehältern. Figur 1 zeigt in einer stark vereinfachten Prinzipdarstellung einen Querschnitt durch eine Brennkraftmaschine 1 mit einem Zylinderkurbelgehäuse 2 und einer unterhalb eines
Kurbeltriebes 3 angeordneten Ölwanne 4. Die Ölwanne 4 umfasst ein an den Drehkreis des Kurbeltriebes 3 angepasstes Olwannenoberteil 5 und ein Olwannenunterteil 6, welches im Betrieb der Brennkraftmaschine 1 bis zu einem Ölniveau 7 mit Öl 8 gefüllt ist. Das
Olwannenoberteil 5 ist mit mehreren Durchlassöffnungen 9 ausgestattet, denen jeweils ein Ölkanal 10 zur Rückführung des Öls 8 in die Ölwanne 4 zugeordnet ist, wobei zur besseren Übersichtlichkeit lediglich beispielhaft eine mögliche Anordnung dargestellt ist. In dem Ölkanal 10 ist unterhalb des Ölwannenoberteiles 5 eine als Ölrückhaltebecher ausgestattete
Sammelstelle 11 vorgesehen, in die ein als Tauchrohr 12 ausgeführter Abschnitt des Ölkanals 10 bis unterhalb eines Sammelniveaus 13 des Ölvolumens in der Sammelstelle 1 1 eintaucht. Dadurch verschließt das Ölvolumen in dieser Sammelstelle 1 1 im Betrieb den freien Durchlass des Ölkanals 10 und verhindert insbesondere einen unerwünschten Ausgleich möglicher Druckdifferenzen zwischen dem Gasvolumen innerhalb der Ölwanne 4 und dem Gasvolumen innerhalb des Zylinderkurbelgehäuses 2, welcher anderenfalls durch eine dem Ölfluss entgegengerichtete Gasströmung die zuverlässige Rückführung des Öls 8 erschweren könnte. Dabei ist die Sammelstelle 11 derart ausgeführt, dass das Ölniveau 7 in der Ölwanne 4 in Richtung der Schwerkraft stets tiefer liegt, als das Sammelniveau 13 des Ölvolumens in der Sammelstelle 11. Bei Erreichen eines oberen Randes 14 der als Ölsammelbecher 25 ausgeführten Sammelstelle 11 kann das Öl 8 frei überströmen. Lediglich gestrichelt dargestellt ist dabei eine Ausgestaltungsform, bei welcher der Ölsammelbehälter 25 umfangsseitig von einem weiteren Ölsammelbehälter 25' eingeschlossen ist, um so die Effizienz des
Ölkanalverschlusses weiter zu verbessern. Dadurch strömt das Öl 8 aus dem ersten
Ölsammelbehälter 25 zunächst in den weiteren Ölsammelbehälter 25' und erst danach in die Ölwanne 4.
Figur 2 zeigt ein Olwannenoberteil 5 und ein Olwannenunterteil 6 der Brennkraftmaschine 1 mit zwei Sammelstellen 1 1 in einer geschnittenen Seitenansicht. Wie zu erkennen gelangt das Öl durch eine der jeweiligen Sammelstelle 11 zugeordnete Öldurchlassöffnung 9 eines
Ölrücklaufes in den zugeordneten Ölsammelbehälter 25. Dabei weisen die Ölsammelbehälter 25 jeweils unterschiedliche Sammelniveaus 13 auf, von denen aus das Öl überströmt und in die Ölwanne 4 fließt, in der sich das Öl bis zu einem Ölniveau 7 sammelt.
In Figur 3 ist ergänzend noch das in Figur 2 gezeigte Olwannenunterteil 6 mit den beiden Sammelstellen 1 1 dargestellt. Wie zu erkennen sind die beiden Sammelstellen 11 zu einer Baueinheit verbunden und lassen sich so problemlos in dem Olwannenunterteil 6 fixeren. Zu erkennen ist das jeweilige Tauchrohr 12 der beiden in das Ölwannenunterteil 6 integrierten Ölsammelbehälter 25 der Sammelstellen 1 1 , welches der entsprechenden Oldurchlassöffnung 9 des in Figur 2 gezeigten Ölrücklaufes des Ölwannenoberteiles zugeordnet ist.
Eine weitere Variante einer Sammelstelle 24 ist in Figur 4 zu erkennen, bei der zwei separate Tauchrohre 12 zu einer Baueinheit verbunden sind. Dabei dient ein erstes Tauschrohr 12' als Grobölablauf einer Oldurchlassöffnung 9 in einem Ölhobel 29. Das weitere Tauchrohr 12" dient der Feinölrückführung eines nicht weiter dargestellten Sammelkanals. Beide Tauchrohre 12', 12" münden in einen Ölsammelbehälter 25, wobei die jeweiligen Ölvolumina durch eine
Trennwand 30 separiert sind. Wenn das maximale Sammelniveau 13 überschritten ist, strömt das Öl in die Ölwanne 4 oder in den benachbarten Sammelbereich.
In Figur 5 ist eine Variante einer Sammelstelle 15 mit einem s-förmig gebogenen Verlauf des Ölkanals 10 dargestellt, wobei das Ölvolumen in einem in geodätisch tiefer liegender Position angeordneten Rohrbogenabschnitt 16 gesammelt wird, der von einem Ölzulauf 17 und einem zu dem Ölzulauf 17 parallel verlaufenden Ölablauf 18 eingeschlossen ist und so nach dem Prinzip der kommunizierenden Rohre stets mit Öl gefüllt bleibt und damit den Durchlass von Gasen zumindest erschwert. Der Rohrbogenabschnitt 16 ist einteilig mit dem Ölzulauf 17 und dem Ölablauf 18 verbunden, kann jedoch auch trennbar bzw. austauschbar ausgeführt sein.
Demgegenüber ist in Figur 6 eine weitere Variante einer Sammelstelle 19 dargestellt, bei welcher der Ölzulauf 17 zu dem Ölablauf 18 nicht nur parallel, sondern auch entlang einer gemeinsamen Achse 20 koaxial verläuft. Im Bereich einer Querschnittserweiterung 21 des Ölkanals 10 sind zwei Strömungsleitelemente 22, 23 derart angeordnet, dass es ähnlich wie bei dem in Figur 5 gezeigten s-förmigen Rohrbogenabschnitt 16 zu einer Strömungsumlenkung des Öls kommt, wobei das zweite Strömungsleitelement 23 zugleich ein Überströmen des Öls bei Erreichen eines maximalen Sammelniveaus ermöglicht. Das erste Strömungsleitelement 22 taucht dabei in das Sammelvolumen ein. Durch die koaxiale Anordnung kann diese Variante problemlos auch bei im Wesentlichen unveränderten konstruktiven Bedingungen der
Brennkraftmaschine 1 realisiert oder auch bei vorhandenen Brennkraftmaschinen 1
nachgerüstet werden.
In Figur 7 ist eine vereinfachte Ausführungsform der in Figur 4 gezeigten Sammelstelle 24 mit zwei unabhängigen Tauchrohren 12 dargestellt, die in den selben Ölsammelbehälter 25 münden, wobei eine jeweilige, als Ölzulauf 17 ausgeführten Öffnung in einem
Tauchrohrabschnitt unterhalb eines Sammelniveaus 13 in der Sammelstelle 24 liegt. Selbstverständlich kann auch bei dieser Variante ähnlich wie in Figur 1 gestrichelt dargestellt, der Ölsammelbehälter 25 umfangsseitig von einem weiteren Olsammelbehälter 25'
eingeschlossen sein.
In Figur 8 ist schließlich noch eine Variante gezeigt, bei der zwei konzentrische
Ölsammelbehälter 25, 25' jeweils eine Sammelstelle 26 bilden und die derart konzentrisch zueinander angeordnet sind, dass der Ölablauf 18 des ersten Ölsammelbehälters 25 kaskadenförmig in einen Ölzulauf des zweiten Ölsammelbehälters 25' führt. Hierzu liegt der obere Rand 14 des inneren Ölsammelbehälters 25 höher als der Rand 14' eines den inneren Ölsammelbehälter 25 einschließenden äußeren Ölsammelbehälters 25'. Der Ölzulauf 17 ist hier beispielhaft als Rohrbogenabschnitt 16 ausgeführt, sodass das zugeführte Öl zunächst in dem Rohrbogenabschnitt 16 gesammelt wird. Das Öl strömt dabei im Betrieb über den oberen Rand 14 des inneren Ölsammelbehälters 25 und gelangt durch einen Ringspalt 27 zwischen dem inneren Ölsammelbehälter 25 und dem äußeren Ölsammelbehälter 25' zu einer in einem bodennahen Bereich des äußeren Ölsammelbehälters 25' angeordneten Einlassöffnung 28. Durch diese lediglich durch einen Pfeil andeutungsweise dargestellte Einlassöffnung 28 strömt das Öl in den äußeren Ölsammelbehälter 25' ein, und kann bei Erreichen des Randes 14' des äußeren Ölsammelbehälters 25' frei überströmen, wodurch das Öl in die in Figur 1 gezeigte Ölwanne 4 gelangt. Durch die kaskadenartige Reihenanordnung der Ölsammelbehälter 25, 25' in der konzentrischen Bauform wird durch die zusätzliche Überwindung der geodätischen Höhendifferenz zwischen dem Rand 14 des inneren Ölsammelbehälters 25 und der
Einlassöffnung 28 des äußeren Ölsammelbehälters 25' eine wesentliche Effizienzsteigerung und ein wirksamer Schutz auch großer im Fahrbetrieb auftretender Druckdifferenzen erreicht, wobei zudem lediglich ein geringer Bauraum erforderlich ist.
Bezugszeichenliste
Brennkraftmaschine 21 Querschnittserweiterung Zylinderkurbelgehäuse 22 Strömungsleitelement Kurbeltrieb 23 Strömungsleitelement Ölwanne 24 Sammelstelle
Ölwannenoberteil 25 Ölsammelbehälter Ölwannenunterteil 26 Sammelstelle
Ölniveau 27 Ringspalt
Öl 28 Einlassöffnung
Durchlassöffnung 29 Ölhobel
Ölkanal 30 Trennwand Sammelstelle
Tauchrohr
Sammelniveau
Rand
Sammelstelle Rohrbogenabschnitt
Ölzulauf
Ölablauf
Sammelstelle
Achse

Claims

Patentansprüche
1. Brennkraftmaschine (1) mit einem Zylinderkurbelgehäuse (2), einer Ölwanne (4), welche im Betrieb bis zu einem Ölniveau (7) mit Öl (8) gefüllt ist, einem Ölwannenoberteil (5) mit zumindest einer Durchlassöffnung (9), und mit zumindest einem einen Ölkanal (10) aufweisenden Ölrücklauf zur Rückführung von Öl (8) in die Ölwanne (4), dadurch gekennzeichnet, dass der Ölkanal (10) eine Sammelstelle (1 1 , 15, 19, 24, 26) aufweist, die im Betrieb der Brennkraftmaschine (1) ein den freien Durchlass des Ölkanals (10) verschließendes Ölvolumen aufnimmt, wobei die Sammelstelle (1 1 , 15, 19, 24, 26) derart angeordnet ist, dass das Ölniveau (7) der Ölwanne (4) in Richtung der Schwerkraft unterhalb eines Sammelniveaus (13) des Ölvolumens in der Sammelstelle (11 , 15, 19, 24, 26) liegt.
2. Brennkraftmaschine (1) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die
Sammelstelle (15, 26) einen gebogenen Rohrabschnitt mit einem Ölzulauf (17) und einem Ölablauf (18) aufweist, die zwischen sich einen Rohrbogenabschnitt (16) in einer geodätisch tiefer liegender Position einschließen.
3. Brennkraftmaschine (1) nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Sammelstelle (15) einen s-förmigen Rohrbogenabschnitt (16) aufweist, welcher einteilig mit dem Ölzulauf (17) und dem Ölablauf (18) verbunden ist.
4. Brennkraftmaschine (1) nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sammelstelle (11 , 24) einen mit einem das Sammelniveau (13) festlegenden Ölablauf (18) ausgestatteten Ölsammelbehälter (25) aufweist, und dass der Ölkanal (10) einen als Tauchrohr (12) ausgeführten Abschnitt aufweist.
5. Brennkraftmaschine (1) nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Ölkanäle (10) mit jeweils zumindest einem Tauchrohr (12) in einen gemeinsamen Ölsammelbehälter (25) führen.
6. Brennkraftmaschine (1) nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ölkanal (10) konzentrisch zu einem Olsammelbehälter (25) der Sammelstelle (1 1 , 24) angeordnet ist.
7. Brennkraftmaschine (1) nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Sammelstellen und/oder mehrere Olsammelbehälter (25, 25') derart angeordnet sind, dass der Ölablauf (18) einer ersten Sammelstelle und/oder eines ersten Ölsammelbehälters (25) in einen Ölzulauf (17) einer zweiten Sammelstelle und/oder eines zweiten Ölsammelbehälters (25') führt.
8. Brennkraftmaschine (1) nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Olsammelbehälter (25, 25') konzentrisch zueinander angeordnet sind.
9. Brennkraftmaschine (1) nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sammelstelle (11 , 15, 19, 24, 26) innerhalb des
Zylinderkurbelgehäuses (2), insbesondere innerhalb des von der Olwanne (4) begrenzten Raumes angeordnet ist.
10. Brennkraftmaschine (1) nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die wirksame Ölsäule als geodätische Höhendifferenz zwischen dem Ölzulauf (17) und dem Ölablauf (18) zumindest 100 mm beträgt.
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