EP4058660B1

EP4058660B1 - Ölwanne mit einer integrierten abschirmung des in der ölwanne befindlichen öls von einem ritzel

Info

Publication number: EP4058660B1
Application number: EP20793669.1A
Authority: EP
Inventors: Lutz Kilian Cloos; Stephan BORG
Original assignee: Stellantis Auto SAS
Current assignee: Stellantis Auto SAS
Priority date: 2019-11-14
Filing date: 2020-10-20
Publication date: 2024-11-27
Anticipated expiration: 2040-10-20
Also published as: CN114729583B; CN114729583A; DE102019217579A1; EP4058660A1; WO2021094061A1

Description

Die Offenbarung betrifft eine Ölwanne. Insbesondere betrifft die Offenbarung eine Ölwanne mit einer integrierten Abschirmung des in der Ölwanne befindlichen Öls von einer Ölpumpe bzw. beweglichen Elementen der Ölpumpe.

Technisches Gebiet

Das US Patent US 9,376,942 B2 betrifft eine Prallplattenstruktur in einer Ölwanne. Die Prallplatte dient zum Trennen eines Innenraums der Ölwanne in eine Kurbelgehäuseseite und eine Ölkammerseite. Ferner ist ein Ölleitelement vorgesehen. Das Ölleitelement umfasst einen Einlassabschnitt und einen parallelen Abschnitt. Der Einlassabschnitt erstreckt sich zu einer Bodenfläche der Ölwanne. Der Einlassabschnitt hat eine Einlassöffnung für Schmiermittel an einem unteren Teil des Einlassabschnitts. Der parallele Abschnitt erstreckt sich von dem Einlassabschnitt in einer Richtung, die im Wesentlichen parallel zu der Prallplatte ist, um das Schmiermittel von dem Einlassabschnitt zu der Ölpumpe einzuführen. Die Prallplatte hat eine Öffnung, die dem parallelen Abschnitt des Siebs entspricht. Der parallele Abschnitt des Ölleitelements ist so angeordnet, dass er die Öffnung in der Prallplatte verschließt.
Aus dem Stand der Technik sind ferner die DE 10 2017 212 831 A1 , die EP 1 526 259 A1 , die DE 601 16 037 T2 , die EP 1 867 862 A2 , die EP 1 316 711 A2 und die US 2018/156083 A1 bekannt.

Zusammenfassung der Offenbarung

Zumindest ein Nachteil bestehender Ölwannen kann darin gesehen werden, dass Öl durch ein Antriebsritzel der Ölpumpe aufgeschäumt werden kann. Aufgeschäumtes Öl kann zum Versagen einzelner Komponenten des Verbrennungsmotors führen.
Der Nachteil wird durch den unabhängigen Anspruch abgestellt. Die Unteransprüche bilden vorteilhafte Weiterbildungen der Offenbarung aus. Die Unteransprüche können in technologisch sinnvoller Weise miteinander kombiniert werden. Die Beschreibung, insbesondere im Zusammenhang mit den Figuren, charakterisiert und spezifiziert die Offenbarung zusätzlich.
Vorgesehen ist demgemäß eine Ölwanne eines Verbrennungsmotors, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, ausgestaltet zur Aufnahme einer Ölpumpe, wobei die Ölpumpe durch ein Ritzel angetrieben wird, wobei das Ritzel in einer verwendungsgemäßen Einbaulage des Verbrennungsmotors im Kraftfahrzeug zumindest teilweise unterhalb einer Öloberfläche eines Ölwannenvolumens innerhalb eines Ritzelvolumens angeordnet ist, welches durch eine Trennwand von dem Ölwannenvolumen getrennt ist, so dass von dem Ritzel aufgewirbeltes Motoröl nicht zu einem Aufschäumen von Motoröl führt, welches sich in dem Ölwannenvolumen befindet. Erfindungsgemäß ist ferner zumindest ein Teil der Trennwand einstückig an der Ölwanne angeformt und erstreckt sich die Trennwand aus einer geodätisch untenliegenden Grundfläche der Ölwanne.
In der Ölwanne sammelt sich Motoröl. Das Motoröl wird zur Schmierung und für einen Wärmetransport innerhalb des Verbrennungsmotors verwendet und von der Ölpumpe durch Elemente des Verbrennungsmotors gepumpt. Zu den Elementen gehören Kühler, Heizungen, Filter, eine Nockenwelle, einen Nockenwellen-Verstelleinheit (Camphaser), eine Kurbelwelle und dergleichen. Das Ritzel wird häufig von einer Kette angetrieben. Das Ritzel erzeugt in dem Motoröl bedingt durch seine Rotation Entropie. Das Ritzelvolumen bezieht sich auf einen Raum, in dem das Ritzel frei rotieren kann. Durch ein Aufschlagen der Zähne des Ritzels auf der Öloberfläche wird dieses aufgeschäumt. Das aufgeschäumte Öl gelangt aufgrund der Trennwand nicht in das Ölwannenvolumen. Dadurch kann beispielsweise auch ein Öl verwendet werden, welches zumindest einen verringerten Anteil an potentiell umweltschädlichen Additiven zur Vermeidung von Schaumbildung aufweist.
Dadurch, dass zumindest ein Teil der Trennwand einstückig an der Ölwanne angeformt ist, wird eine kostengünstige Trennwand bereitgestellt. Zusätzliche Bauteile sind gegebenenfalls nicht erforderlich.
Dadurch, dass sich die Trennwand aus einer geodätisch untenliegenden Grundfläche der Ölwanne erstreckt, wird das Ritzelvolumen vom sonstigen Ölvolumen der Ölwanne zumindest an einer Unterseite bereichsweise abgetrennt. Die Trennwand kann in einem Urformverfahren (Druckguss- oder Sandgussverfahren) in einem Stück mit der Ölwanne hergestellt werden.
In einer Ausgestaltung setzt sich die Trennwand in einem an der Ölpumpe angeordneten Abschirmblech fort.
Bei dieser Ausgestaltung erstreckt sich somit die Trennwand bis zu einem Abschirmblech, das mit der Ölpumpe verbunden ist oder mit dieser verbindbar ist.
Entsprechend einer Ausgestaltung ist zumindest das Abschirmblech topfförmig ausgestaltet und weist außenumfänglich einen Flanschbereich auf, mit welchem das Abschirmblech mit der Ölpumpe verbunden werden kann.
Das Ritzel wird demnach weitestgehend von dem Ölwannenvolumen getrennt.
In einer Ausgestaltung weist die Trennwand in ihrer mit der Ölpumpe montierten Einbaulage zwei Öffnungen auf, durch welche zwei Stränge eines Antriebs des Ritzels geführt werden können.
Wie gesagt werden die Ritzel zumeist über Kettenantriebe oder Ähnliches angetrieben. Die Stränge des Antriebs verlaufen durch die besagten Öffnungen. Dadurch können notwendige Verbindungen zwischen dem Ölwannenvolumen und dem Ritzelvolumen auf ein Minimum beschränkt werden, zumal in der betriebsbereiten Einbaulage bei vorschriftsmäßiger Öleinfüllmenge die Öffnungen oberhalb von der Öloberfläche liegen.
In einer weiteren Ausgestaltung schließt die Trennwand, das Ritzel in sich aufnehmend, bündig mit einer um die Grundfläche angeordneten Innenwand ab.
Dadurch wird das Ritzelvolumen vom sonstigen Ölvolumen der Ölwanne zumindest an seitlichen Außenseiten bereichsweise abgetrennt.
Erfindungsgemäß weist die Trennwand im Bereich einer in der Ölwanne angeordneten Ölablassöffnung eine Ausnehmung auf.
Durch die Ausnehmung kann Motoröl von dem Ritzelvolumen in das Ölwannenvolumen gelangen und umgekehrt. Die Ausnehmung dient dazu, dass bei einem Ablassen des Motoröls bei einem Ölwechsel das Ritzelvolumen vollständig leerlaufen kann.
In einer Ausgestaltung befindet sich die Ausnehmung in einer Fahrzeughochachse Z betrachtet mittig über der Ölablassöffnung.
Dadurch kann eine Ölablassschraube, welche in die Ölablassöffnung eingeführt wird, in die Ausnehmung eindringen und diese weitestgehend verschließen. Ein gewisser Fluidaustausch zwischen dem Ritzelvolumen und dem Ölwannenvolumen ist durchaus erwünscht, damit das Öl im Ritzelvolumen im gleichen Maße altert wie das sonstige im Verbrennungsmotor befindliche Motoröl und damit es regelmäßig gefiltert und gekühlt wird. Weiterhin soll Öl bei einem Ölwechsel vollständig aus der Ölwanne und dem Ritzelvolumen auslaufen. Durch die Anordnung der
Ölablassschraube unterhalb der Trennwand laufen beide Volumen beim Öffnen der Ölablassschraube leer.
Zur Anordnung in einer solchen Ölwanne ist eine Ölpumpe vorgesehen, welche ein Antriebsritzel aufweist, das eine in der Ölpumpe angeordnete Fördereinheit antreibt, wobei das Ritzel ausgestaltet ist zur Aufnahme eines von einer Trennwand teilweise umschlossenen Ritzelvolumens.

Kurzbeschreibung der Figuren

Die hierin beschriebenen Zeichnungen dienen nur zu Veranschaulichungszwecken und sollen den Umfang der vorliegenden Offenbarung in keiner Weise einschränken. Es zeigen:

Fig. 1: eine Ölwanne mit einer Ölpumpe, die in einem Gehäuse untergebracht ist;
Fig. 2: die Ölwanne ohne die Ölpumpe;
Fig. 3: die Ölwanne mit einer eingebauten Ölpumpe und einer antriebsseitigen Trennwand; und
Fig. 4: die Ölpumpe ohne die Ölwanne mit der Trennwand, welche antriebsseitig mit einem Gehäuse der Ölpumpe verbunden ist.

Die folgende Beschreibung ist dem Wesen nach lediglich veranschaulichend. Der Klarheit halber sind in den Zeichnungen zur Bezeichnung ähnlicher Elemente dieselben Bezugszeichen verwendet.
Figur 1 zeigt eine Ölwanne 1 eines ansonsten nicht dargestellten Verbrennungsmotors, insbesondere für ein ebenfalls nicht dargestelltes Kraftfahrzeug. Die Ölwanne 1 ist zur Aufnahme einer Ölpumpe 2 ausgestaltet. Die Ölpumpe 2 wird durch ein nur angedeutetes Ritzel 3 angetrieben. Das Ritzel 3 befindet sich in einer verwendungsgemäßen Einbaulage des Verbrennungsmotors im Kraftfahrzeug zumindest teilweise unterhalb einer Öloberfläche 4 eines Ölwannenvolumens 5. Dabei befindet sich das Ritzel 3 zumindest im Bereich unterhalb der Öloberfläche 4 innerhalb eines Ritzelvolumens 6. Das Ritzelvolumen 6 ist räumlich durch eine Trennwand 7 von dem Ölwannenvolumen 5 getrennt. Das Ritzel 3 kann durch einen nicht dargestellten Kettentrieb angetrieben werden. Dabei wirbelt es das Motoröl auf. Aufgrund der Trennwand 7 kann das von dem Ritzel 3 aufgewirbelte und aufgeschäumte Motoröl nicht in das sonstige Ölwannenvolumen 5 gelangen. Ohne die Trennwand 7 könnte es zu einem Aufschäumen von Motoröl kommen, welches sich in dem Ölwannenvolumen 5 befindet.
Figur 2 zeigt die Ölwanne 1 entsprechend der Figur 1 ohne die Ölpumpe. Man erkennt, dass zumindest ein Teil der Trennwand 7 einstückig an der Ölwanne 1 angeformt ist. Bei der Ölwanne 1 handelt es sich um ein in einem Gussverfahren hergestelltes Teil, das möglichst ohne umgossene Kerne hergestellt werden soll. Die Ölwanne 1 soll aus dem Gusswerkzeug entformbar sein. Mit entformbar ist gemeint, dass die Ölwanne 1 nach dem Gussvorgang aus einem nicht dargestellten Gusskern entnommen werden kann. Dementsprechend erstreckt sich die Trennwand 7 mit abgerundeten Fasen 14 orthogonal aus einer Grundfläche 11 der Ölwanne 1. Die Fasen 14 entsprechen zulässigen Gussradien. Die Trennwand 7 weist entsprechende abgerundete Fasen 12 und leicht entformbare, leicht schräggestellte Wände 13 auf. Nach dem Gussvorgang sollen weiterhin nur die notwendigsten funktionellen Flächen bearbeitet werden müssen. Vorliegend sind dies eine Dichtfläche 8 und eine Ölablassöffnung 9. Die Trennwand 7 erstreckt sich einstückig aus einer Innenseite 10 einer Außenwand 17 der Ölwanne 1. Die Fasen 14 zwischen der Trennwand 7 und der Innenseite 10 sind mit gießbaren beziehungsweise entformbaren Radien versehen.
Weiterhin ist in Figur 2 erkennbar, dass die Trennwand 7 im Bereich der in der Ölwanne 1 angeordneten Ölablassöffnung 9 zum Ablassen und erneuern des Motoröls eine Ausnehmung 15 aufweist. Die Ausnehmung 15 befindet sich in einer Fahrzeughochachse Z betrachtet mittig genau über der Ölablassöffnung 9. Dadurch läuft beim Wechsel des Motoröls, wenn die Ölablassöffnung 9 freigegeben wird, Motoröl sowohl aus dem Ölwannenvolumen 5 als auch dem Ritzelvolumen 6 ab.
In Figur 3 ist erkennbar, dass sich die Trennwand in einem an der Ölpumpe 2 angeordnete Abschirmblech 16 fortsetzt. Dementsprechend weist das Abschirmblech 16 an seiner der Trennwand 7 zugewandten Seite eine bündig mit der Trennwand 7 abschließende Kante 22 auf.
Das Abschirmblech 16 ist abgesehen von der Kante 22 und zwei seitlichen Öffnungen für den Antrieb des Ritzels 3 topfförmig ausgestaltet. Außenumfänglich weist das Abschirmblech 16 einen Flanschbereich 18 auf, mit welchem das Abschirmblech 16 mit der Ölpumpe 2 verbunden werden kann.
Wie erwähnt weist das Abschirmblech 16 an seiner mit der Ölpumpe 2 montierten Einbaulage zwei Öffnungen auf, durch welche zwei Stränge eines Antriebs des Ritzels 3 geführt werden können. Der Antrieb wird üblicherweise durch eine Kette gebildet.

Bezugszeichenliste:

1: Ölwanne
2: Ölpumpe
3: Ritzel
4: Öloberfläche
5: Ölwannenvolumen
6: Ritzelvolumen
7: Trennwand
8: Dichtfläche
9: Ölablassöffnung
10: Innenseite
11: Grundfläche
12: Radien
13: Wände
14: Übergang
15: Ausnehmung
16: Abschirmblech
17: Außenwand
18: Flanschbereich
20: Fördereinheit
22: Kante

Claims

Ölwanne (1) eines Verbrennungsmotors, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, ausgestaltet zur Aufnahme einer Ölpumpe (2), wobei die Ölpumpe (2) durch ein Ritzel (3) angetrieben wird, wobei das Ritzel (3) in einer verwendungsgemäßen Einbaulage des Verbrennungsmotors im Kraftfahrzeug zumindest teilweise unterhalb einer Öloberfläche (4) eines Ölwannenvolumens (5) innerhalb eines Ritzelvolumens (6) angeordnet ist, welches durch eine Trennwand (7) von dem Ölwannenvolumen (5) getrennt ist, so dass von dem Ritzel (3) aufgewirbeltes Motoröl nicht zu einem Aufschäumen von Motoröl führt, welches sich in dem Ölwannenvolumen (5) befindet, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennwand (7) sich einstückig aus einer geodätisch untenliegenden Grundfläche (11) der Ölwanne (1) erstreckt und die an der Ölwanne (1) angeformte Trennwand (7) im Bereich einer in der Ölwanne (1) angeordneten Ölablassöffnung (9) einen Ausnehmung (15) aufweist..
Ölwanne (1) nach Anspruch 1, wobei sich die Trennwand (7) in einem an der Ölpumpe (2) angeordneten Abschirmblech (16) fortsetzt.
Ölwanne (1) nach Anspruch 2, wobei das Abschirmblech (16) topfförmig ausgestaltet ist und außenumfänglich einen Flanschbereich (18) aufweist, mit welchem das Abschirmblech (16) mit der Ölpumpe (2) verbunden werden kann.
Ölwanne (1) nach einem der Ansprüche 2 bis 3, wobei das Abschirmblech (16) in seiner mit der Ölpumpe (2) montierten Einbaulage zwei Öffnungen aufweist, durch welche zwei Stränge eines Antriebs des Ritzels (3) geführt werden können.
Ölwanne (1) nach Anspruch 1, wobei das Abschirmblech (16), das Ritzel (3) in sich aufnehmend, bündig mit der an der Ölwanne (1) angeformten Trennwand (7) abschließt.
Ölwanne (1) nach Anspruch 1, wobei die Ausnehmung (15) sich in einer Fahrzeughochachse (Z) betrachtet mittig über der Ölablassöffnung (9) befindet.
Ölpumpe (2), aufweisend ein Antriebsritzel (3), welches eine in der Ölpumpe (2) angeordnete Fördereinheit (20) antreibt, wobei das Ritzel (3) ausgestaltet ist in einem von einer Trennwand (7) teilweise umschlossenen Ritzelvolumen (6) nach einem der Ansprüche 1 bis 5 aufgenommen zu sein.