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Dokumentenidentifikation DE19729253C2 06.05.1999
Titel Ölwanne für eine Brennkraftmaschine
Anmelder DaimlerChrysler AG, 70567 Stuttgart, DE
Erfinder Steinkämper, Reinhard, Dipl.-Ing., 71364 Winnenden, DE;
Engels, Hartmut, Dipl.-Ing., 72649 Wolfschlugen, DE
DE-Anmeldedatum 09.07.1997
DE-Aktenzeichen 19729253
Offenlegungstag 28.01.1999
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 06.05.1999
Veröffentlichungstag im Patentblatt 06.05.1999
IPC-Hauptklasse F01M 5/00
IPC-Nebenklasse F01M 11/00   

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft eine Ölwanne für eine Brennkraftmaschine mit zwei Ölkammern nach der im Oberbegriff des Anspruches 1 näher definierten Art.

Eine gattungsgemäße Ölwanne ist in der DE 28 17 743 C2 beschrieben.

Bei dieser bekannten Ölwanne ist jedoch nachteilig, daß eine völlige Abhängigkeit der Regelung des Ölstromes von dem in der Zwischenkammer angeordneten Thermostaten besteht.

Aus der JP-A-55-57 611 ist eine weitere Ölwanne bekannt. Durch die Aufteilung der Ölwanne in zwei Ölkammern soll die Erwärmung des Motoröls nach dem Start der Brennkraftmaschine beschleunigt werden. Hierzu befindet sich das Ansaugrohr der Schmierölpumpe innerhalb der Ölkammer mit der kleineren Schmierölteilmenge. Des weiteren ist ein Thermostatventil Vorgesehen, welches temperaturabhängig von der kleinen Ölmenge in der einen Ölkammer auf die große Ölmenge in der anderen Ölkammer umschaltet.

Das Thermostatventil ist jedoch infolge von Schmutzpartikeln und Lagerabrieb im Schmieröl sehr störanfällig. Falls das Thermostatventil ausfällt, besteht lediglich die Möglichkeit, Schmieröl nur aus der kleineren oder nur aus der größeren Kammer anzusaugen, wodurch ein sehr unsicherer Ölkreislauf entsteht.

In der JP-A-55-54 618 ist eine Ölwanne beschrieben, die der in der JP-A-55-57 611 beschriebenen sehr ähnlich ist und daher im wesentlichen die gleichen Nachteile wie oben beschrieben aufweist.

Die FR-PS 2 395 396 beschreibt eine Ölwanne für eine Brennkraftmaschine, welche in zwei Kammern unterteilt ist. Die Kammern sind durch ein Ventil miteinander verbunden, wobei in der einen Kammer eine Ölpumpe mit der dazugehörenden Saugleitung angeordnet ist. Durch die beschriebene Anordnung soll ebenfalls die Erwärmung des Motoröls nach dem Start der Brennkraftmaschine beschleunigt werden.

Nachteilig dabei ist jedoch, daß zwischen den beiden Kammern ein entsprechender Sog vorhanden sein muß, um die Funktion der beschriebenen Ölwanne zu gewährleisten. Ein weiterer Nachteil dieser Ölwanne ist, daß zwischen den einzelnen Kammern ein ungenügender Austausch an zirkulierendem Öl stattfindet.

Zum weiteren Stand der Technik bezüglich Ölwannen für Brennkraftmaschinen wird auf die JP-57/76217 A, die DE 28 24 415 C2 sowie die DE 32 35 292 C2 verwiesen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Ölwanne für eine Brennkraftmaschine zu schaffen, bei welcher ein schnelles Aufheizen einer Teilölmenge möglich ist. Die Ölwanne soll hierbei eine möglichst einfache Konstruktion aufweisen und es soll des weiteren möglich sein, bei der Regelung des Ölflusses innerhalb der Ölwanne auf weitere Betriebsgrößen der Brennkraftmaschine reagieren zu können.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die im kennzeichnenden Teil von Anspruch 1 genannten Merkmale gelöst.

Erfindungsgemäß mündet nunmehr ein Ölrücklaufrohr in die Zwischenkammer der Ölwanne, wodurch ein schnelles Aufheizen der in der Zwischenkammer sich befindlichen Ölmenge durch die über das Ölrücklaufrohr zurückgeleitete Menge sichergestellt wird.

Durch die in der Zwischenkammer vorgesehene Kurzschlußöffnung wird ein langer Aufenthalt des Öles in der großen Ölkammer vermieden und es ergibt sich somit eine schnelle Aufheizung des über das Ölansaugrohr zurückgeleitenden Öles. Gleichzeitig ist bei geöffneter Absperreinrichtung eine Überströmung der Kurzschlußöffnung nicht möglich, so daß im warmen Zustand des Öls die gesamte Ölmenge in der Ölwanne zirkulieren kann.

Durch das erfindungsgemäß außerhalb der Ölwanne angeordnete Dehnstoffelement werden mechanische Fehler der Ventileinrichtung vermieden und die Funktion der Ölwanne kann neben der Regelung durch die Öltemperatur auch durch andere Betriebsgrößen der Brennkraftmaschine geregelt werden. Insbesondere ist es nunmehr möglich, auf eine Änderung des Ölviskositätsbedarfs der Brennkraftmaschine zu reagieren, indem z. B. in Zuständen geringer Belastung der Brennkraftmaschine die Absperreinrichtung geschlossen wird, wodurch die Öltemperatur ansteigt und die Viskosität des Öls abnimmt. Dies trägt in erheblichem Maße zu einer Entlastung der Lagerstellen der Brennkraftmaschine bei.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und aus den nachfolgend anhand der Zeichnung prinzipmäßig beschriebenen Ausführungsbeispielen.

Es zeigt:

Fig. 1 eine Ölwanne in der Sperrstellung der Absperreinrichtung,

Fig. 2 die Ölwanne aus Fig. 1 in der Offenstellung der Absperreinrichtung, und

Fig. 3 eine erfindungsgemäße Ölwanne in der Offenstellung der Absperreinrichtung.

Fig. 1 und Fig. 2 zeigen eine Ölwanne 1, welche in zwei Ölkammern 2 und 3, sowie eine sich zwischen den Ölkammern 2 und 3 befindende Zwischenkammer 4 unterteilt ist. In die Zwischenkammer 4 mündet ein von einer nicht dargestellten Brennkraftmaschine ausgehendes Ölrücklaufrohr 5, wohingegen die Zufuhr des Öles zu der Brennkraftmaschine über ein in der Ölkammer 2 angeordnetes bzw. in diese ragendes Ölansaugrohr 6 erfolgt.

In der Zwischenkammer 4 befindet sich eine Ventileinrichtung 7, welche eine Absperreinrichtung 8, zu der Ölkammer 3 gerichteten Öffnungen 9 und 10, eine zu der Ölkammer 2 gerichtete Öffnung 11 sowie ein Thermostatglied 12, welches an einem Betätigungsglied 13 der Absperreinrichtung 8 angebracht ist, umfaßt. Die Absperreinrichtung 8 weist ihrerseits an dem Betätigungsglied 13 angebrachte Absperrglieder 14 und 15 auf, um in der Zwischenkammer 4 angeordnete Durchlässe 16 und 17 zu öffnen bzw. zu verschließen.

Weiterhin ist in der Zwischenkammer 4 eine horizontal verlaufende Trennwand 18 zwischen den Absperrgliedern 14 und 15 angebracht, so daß die Zwischenkammer 4 im geschlossenen Zustand bzw. in der Sperrstellung der Absperreinrichtung 8 durch die Absperrglieder 14 und 15 in vier Unterkammern 19, 20, 21, 22 aufgeteilt ist. Dabei befindet sich das Ölrücklaufrohr 5 in der oberen Unterkammer 19, in der Unterkammer 20 befindet sich die Öffnung 9, in der Unterkammer 21 die Öffnung 11 und in der Unterkammer 22 die Öffnung 10.

Beim Start der Brennkraftmaschine wird Öl aus der Ölkammer 2 durch das Ölansaugrohr 6 angesaugt und fließt nach dem Durchlaufen der Brennkraftmaschine durch das Ölrücklaufrohr 5 in die Zwischenkammer 4 zurück. In diesem Betriebszustand der Brennkraftmaschine befindet sich die Absperreinrichtung 8 in Sperrstellung, so daß durch die Ventileinrichtung 7 kein Öl zu einer der Kammern 2 bzw. 3 fließen kann. Die Sperrstellung der Absperreinrichtung 8 wird dadurch erreicht, daß das Thermostatglied 12 sich in der Ölkammer 2 und somit im sich erwärmenden Öl befindet und über das Betätigungsglied 13 die Absperreinrichtung 8 temperaturabhängig verschließt. Dies bedeutet, daß die Absperrglieder 14 und 15 ihre jeweiligen Durchlässe 16 und 17 verschließen. Um dennoch eine Ölzirkulation in Sperrstellung der Absperreinrichtung 8 zu ermöglichen, befindet sich im oberen Bereich der Zwischenkammer 4 eine Kurzschlußöffnung 23 zu der Ölkammer 2. Die Kurzschlußöffnung liegt über dem normalen Ölstandsniveau der Ölkammern 2 und 3, um eine direkte Verbindung des Ölrücklaufrohres 5 mit der Ölkammer 2 nur bei Sperrstellung der Absperreinrichtung 8 zu ermöglichen. Die Ölkammer 3 bleibt jedoch in Sperrstellung der Absperreinrichtung 8 von dem Ölansaugrohr 6 getrennt.

Da das Ölvolumen der Ölkammer 2 relativ klein ist, kann sich das Öl sehr schnell erwärmen, wodurch auch das Thermostatglied 12 erwärmt wird und dadurch die Absperreinrichtung 8 bei Erreichen einer bestimmten voreingestellten Temperatur öffnet. Die Absperreinrichtung 8 ist in Fig. 2 in ihrer Offenstellung dargestellt.

Das durch das Ölrücklaufrohr 5 in die Zwischenkammer 4 zurückgeführte Öl fließt nun durch den von dem Absperrglied 14 geöffneten Durchlaß 16 in die Unterkammer 20, von dort über die Öffnung 9 in die Ölkammer 3, vermischt sich dort mit dem kalten Öl der Ölkammer 3 und fließt über die Öffnung 10 in die Unterkammer 22 der Zwischenkammer 4 zurück. Durch den von dem Absperrglied 15 geöffneten Durchlaß 17 fließt das Öl in die Unterkammer 21 der Zwischenkammer 4 und schließlich über die Öffnung 11 in die Ölkammer 2. Durch das Ölansaugrohr 6 wird das Öl dem Ölkreislauf letztendlich wieder zugeführt. Somit ist die in Sperrstellung der Absperreinrichtung 8 nicht mit dem Ölansaugrohr 6verbundene Ölkammer 3 nunmehr mit demselben verbunden und die gesamte Ölmenge der Brennkraftmaschine wird gleichmäßig umgewälzt, wobei das kalte Öl der Ölkammer 3 sich mit dem von der Brennkraftmaschine erwärmten Öl vermischt. Die beschriebene Ölzirkulation in der Ölwanne 1 ist in den Figuren durch Pfeile dargestellt.

Eine direkte Verbindung des Ölrücklaufrohres 5 mit der Ölkammer 2 über die Kurzschlußöffnung 23 ist nunmehr nicht mehr möglich, da die Kurzschlußöffnung 23 über dem Ölspiegel liegt und somit nicht mehr vom Öl durchströmt werden kann. Das Öl wird also gezwungen, die Ölkammer 3 zu durchströmen.

Falls die Brennkraftmaschine nach ihrer Erwärmungsphase wenig beansprucht wird, was z. B. im Stand-by- Betrieb der Fall sein kann, so kann es vorkommen, daß sich das Öl unter die an dem Thermostatglied 12 eingestellte Soll-Temperatur abkühlt. Das Thermostatglied 12 schließt dann über das Betätigungsglied 13 die Absperreinrichtung 8 teilweise oder auch ganz, so daß das durch das Ölrücklaufrohr 5 von der Brennkraftmaschine zurückgeführte Öl wieder wie in der oben beschriebenen Warmlaufphase teilweise oder ganz durch die Kurzschlußöffnung 23 direkt in die Ölkammer 2 fließt und sich schneller erwärmen bzw. nicht unter eine optimale Temperatur fallen kann.

Fig. 3 zeigt eine Ölwanne 1, welche in ihrem prinzipiellen Aufbau der Ölwanne 1 gemäß Fig. 1 und Fig. 2 entspricht. Gleiche Teile sind daher mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet. Im Unterschied hierzu befindet sich jedoch anstatt des Thermostatgliedes 12 aus Fig. 1 und Fig. 2 ein Dehnstoffelement 24 außerhalb der Ölwanne 1. Das Dehnstoffelement 24 ist beim Start der Brennkraftmaschine beheizt und schließt über das Betätigungsglied 13 die Ventileinrichtung 7. Die Strömung des Öles bei Sperrstellung der Absperreinrichtung 8 entspricht somit dem oben unter Bezugnahme auf Fig. 1 beschriebenen Ablauf.

In der Ölkammer 2 ist ein Temperaturfühler 25 angeordnet, der die Temperatur des Öles in der Ölkammer 2 mißt. Wenn das Öl in der Ölkammer 2 die voreingestellte Solltemperatur erreicht, so wird dies durch den Temperaturfühler 25 erkannt und der Heizstrom des Dehnstoffelementes 24 wird durch nicht dargestellte Einrichtungen abgestellt. Demzufolge öffnet nun die Absperreinrichtung 8 und der Ölkreislauf findet wie gemäß Fig. 2 beschrieben statt. Die Absperreinrichtung 8 wird in diesem Fall durch die entsprechende Anordnung des Betätigungsgliedes 13 in der entgegengesetzten Richtung wie bei Fig. 1 und Fig. 2 ausgelöst, wobei die Auslöserichtung der Absperreinrichtung 8 jedoch selbstverständlich beliebig sein kann.

Als Alternative zu dem elektrisch beheizten Dehnstoffelement 24 sind auch andere Stelleinrichtungen denkbar, wie z. B. ein Schrittmotor oder pneumatisch betätigte Stelleinrichtungen.


Anspruch[de]
  1. 1. Ölwanne für eine Brennkraftmaschine mit zwei Ölkammern, welche durch eine Ventileinrichtung für einen Ölaustausch miteinander verbindbar sind, mit einem Ölansaugrohr für die Brennkraftmaschine, wobei zwischen den beiden Ölkammern eine Zwischenkammer angeordnet ist, von der mit den beiden Ölkammern verbundene Eintritts- und Austrittsöffnungen ausgehen, wobei eine Absperreinrichtung der Ventileinrichtung in der Zwischenkammer angeordnet ist, durch die in ihrer Sperrstellung eine der beiden Ölkammern von dem Ölansaugrohr getrennt ist und durch die in ihrer Offenstellung ein Ölaustausch zwischen den beiden Ölkammern und eine Verbindung der in Sperrstellung der Absperreinrichtung nicht mit dem Ölansaugrohr verbundenen Ölkammer zu dem Ölansaugrohr herstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß
    1. 1. 1.1 das Ölansaugrohr (6) wenigstens in eine der Ölkammern (2, 3) ragt,
    2. 2. 1.2 ein Ölrücklaufrohr (5) vorgesehen ist, welches in die Zwischenkammer (4) mündet,
    3. 3. 1.3 in der Zwischenkammer (4) in einem Bereich über der Absperreinrichtung (8) eine Kurzschlußöffnung (23) angeordnet ist, durch die eine Verbindung zu der Ölkammer (2), in die das Ölansaugrohr (6) ragt, hergestellt ist, und
    4. 4. 1.4 außerhalb der Ölwanne (1) ein Dehnstoffelement (24) vorgesehen ist, durch welches in Abhängigkeit von einem in der einen Ölkammer (2, 3) angeordneten Temperaturfühler (25) und über das Betätigungsglied (13) die Absperreinrichtung (8) in Offen- bzw. Geschlossenstellung umschaltbar ist.
  2. 2. Ölwanne nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Kurzschlußöffnung (23) über dem Ölstandsniveau in den Ölkammern (2, 3) befindet und daß in Offenstellung der Absperreinrichtung (8) der Ölaustausch mit der Ölkammer (2), in die das Ölansaugrohr (6) ragt, über die Ölkammer (3), die in Sperrstellung der Absperreinrichtung (8) von dem Ölansaugrohr (6) getrennt ist, herstellbar ist.
  3. 3. Ölwanne nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Absperreinrichtung (8) zwei Absperrglieder aufweist, wobei ein Absperrglied (14) in Offenstellung der Absperreinrichtung (8) einen in der Zwischenkammer (4) angeordneten ersten Durchlaß (16) und das andere Absperrglied (15) in Offenstellung einen in der Zwischenkammer (4) angeordneten zweiten Durchlaß (17) freigibt.
  4. 4. Ölwanne nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den beiden Absperrgliedern (14, 15) eine Trennwand (18) angeordnet ist.






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