DE3623238C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung nach dem Ober­ begriff des Anspruchs 1.

Hydraulische Ventilspiel-Ausgleichselemente von Hub­ kolben-Brennkraftmaschinen benötigen zur Sicherstellung ihrer Funktion ein nahezu kompressibles Hydraulik­ medium.

Wie in der DE-OS 24 16 910 erläutert wird, ist hierfür das Schmieröl der Brennkraftmaschine ungeeignet, solange es in Form eines mehr oder weniger stark lufthaltigen Schaumes vorliegt. Diese Schrift schlägt deshalb eine Anordnung vor, bei welcher den Ausgleichselementen über eine gemeinsame Anzapfleitung ausgehend vom Ölkreislauf der Brennkraftmaschine entlüftetes Schmieröl zugeführt wird. Die Entlüftung soll dabei selbsttätig in der abfallend angeordneten Anzapfleitung erfolgen.

Um hierbei eine ausreichende Entlüftung zu gewährlei­ sten, darf die Anzapfleitung nicht zu kurz ausgebildet sein und muß daneben eine gewisse Steilheit aufweisen, so daß insbesondere an Brennkraftmaschinen mit oben­ liegenden Nockenwellen hierfür kein ausreichender Bauraum zur Verfügung steht.

Deshalb wurde beispielsweise in der gattungsbildenden DE-OS 22 40 447 eine separate Trennvorrichtung zum Entschäumen bzw. Entlüften von Schmieröl vorgeschlagen, von welcher aus ein nahezu luftfreier Schmierölanteil beispielsweise den Ausgleichselementen zugeführt wird, während der danach extrem lufthaltige Schmierölanteil in die Ölwanne der Brennkraftmaschine gelangt. Damit muß jedoch von der Ölpumpe stets deutlich mehr Schmiermittel gefördert werden, als tatsächlich benötigt wird; das Schmieröl durchläuft den Kreislauf öfter und wird dabei nicht nur unnötig erwärmt, sondern auch verstärkt verschäumt.

Eine Anordnung, bei welcher auch der extrem lufthaltige Schmierölanteil noch zu Schmierzwecken herangezogen wird, ist aus der US 39 13 538 bekanntgeworden. Gezeigt ist hierin ein hydraulisches Ventilspiel-Ausgleichs­ element mit integrierter Luftabscheidevorrichtung, wobei der extrem lufthaltige Schmierölanteil über eine Spritz­ ölbohrung zur Reibfläche zwischen einem Nocken sowie einem Schwinghebel gelangt. Derartige integrierte Luftabscheidevorrichtungen können jedoch oftmals nur geringe Luftmengen aus dem Schmieröl entfernen. Eine vollständige Entlüftung unter allen Betriebszuständen ist damit teilweise nicht sichergestellt.

Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, eine wirkungsvolle sowie wirkungsgradgünstige Vorrichtung zur Bereitstel­ lung von im wesentlichen luftfreiem Schmieröl insbe­ sondere für hydraulische Ventilspiel-Ausgleichselemente einer Hubkolben-Brennkraftmaschine zu schaffen.

Zur Lösung dieser Aufgabe sind die im Kennzeichen des Patentanspruchs angegebenen Merkmale vorgesehen.

Ein zentrales Trennelement in Form eines Zyklon-Luft­ abscheiders stellt mit größter Effizienz luftfreies Schmieröl bereit. Hierin findet in Abhängigkeit von der Dichte unter Verbrauch eines Teils der Öldruckenergie eine Trennung statt in eine lufthaltige Ölteilmenge, welche aus dem Zyklonabscheider oben bzw. zentral aus­ tritt, und in eine luftarme Ölteilmenge, welche unten bzw. peripher den Zyklonbereich verläßt. Weiter ver­ bessert wird die Entlüftung, wenn sich hieran eine aus porösen Materialien gebildete Trennschicht, beispiels­ weise eine feinsiebartige Struktur aus porösem Sinter­ werkstoff, anschließt. Die Gasblasenabscheidung bei feinen Poren beruht auf dem Grundgedanken, daß die Oberflächenspannung einer Verformung von Bläschen - abweichend von der kugeligen Gestalt - Widerstand entgegengesetzt, so daß das langsam strömende, flüssige Medium weniger behindert die vom Medium benetzte Pore durchströmt.

Insbesondere für den Startfall der Brennkraftmaschine ist das weitere Merkmal der geodätisch ansteigenden Kanalführung von Vorteil. Hierdurch wird ein gewisses Reservoir entlüfteten Schmieröles gebildet.

Das letztgenannte Merkmal reduziert die von der Brenn­ kraftmaschine zu erbringende Ölpumpenarbeit. Wird nämlich die aus dem Zyklon-Abscheider austretende lufthaltige Ölteilmenge weiteren Schmierstellen der Brennkraftmaschine zugeführt, so wird keine unnötige Ölpumpenarbeit geleistet und die Verschäumung des Öles im Kreislauf herabgesetzt. Dabei kann jener Ölanteil an jenen Schmierstellen auch nur zur Kühlung herangezogen werden.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer Prinzip­ skizze näher erläutert.

Ein nur schematisch dargestellter Zylinderkopf 1 einer Hubkolben-Brennkraftmaschine trägt mehrere Gleitlager 2 zur Führung einer Nockenwelle 3. Über einen Zulaufkanal 4 und ein Nockenwellenlager 2 a strömt mit Luft durch setztes Schmieröl über eine Eintrittsöffnung 14 in die in ihrer Gesamtheit mit 17 bezeichnete Vorrichtung zur Bereitstellung von im wesentlichen luftfreiem Schmieröl. In der durchströmten Lagerstelle 2 a wird dabei gleich­ zeitig der Vorlaufdruck des Schmierölkreislaufs gedros­ selt.

An die Eintrittsöffnung 14 schließt sich ein Zyklon- Luftabscheider 5 an, welcher eine oben angeordnete Austrittsöffnung 11 für den mit Luft durchsetzten Ölanteil aufweist. Unterhalb des Zyklon-Abscheiders 5 ist eine feinsiebartige Struktur in Form einer porösen Trennschicht 6 vorgesehen, in welcher eine weitere Gasrückhaltung erfolgt. Das nunmehr komplett entlüftete Öl verläßt den Zyklon-Abscheider 5 sowie die Trenn­ schicht 6 über die Austrittsöffnung 7 und wird über einen Nebenstromkanal 8 einem Siphon analog geodätisch ansteigend weitergeführt. Damit wird in dem geodätisch tieferliegenden Teil, hier dem tieferliegenden Bereich 9 des gemeinsamen Gehäuses des Zyklon-Luftabscheiders 5 sowie der Trennschicht 6 ein Reservoir gebildet.

Über eine erste Austrittsöffnung 15 verläßt der voll­ ständig entlüftete Schmierölanteil die erfindungsgemäße Vorrichtung 17. Zur Druckminderung passiert das Öl im Anschluß daran ein weiteres Nockenwellenlager 2 b, um danach über die vom Nebenstromkanal 8 abzweigenden Versorgungsbohrungen 10 den nicht dargestellten hydrau­ lischen Ventilspiel-Ausgleichselementen zugeführt zu werden.

Der mit Luft durchsetzte Ölanteil verläßt den Zyklon- Abscheider 5 bzw. die Vorrichtung 17 über die zweite, obere Austrittsöffnung 11 und strömt zu weiteren Schmierstellen, beispielsweise dem Nockenwellenlager 2 c, oder verläßt den Ölkanal über Abspritzöffnungen 12, um die Gleitfläche zwischen einem Nocken 13 und einem zugehörigen nicht dargestellten Tassenstößel zu schmie­ ren und zu kühlen.

Claims (1)

1. Vorrichtung zur Bereitstellung von im wesentlichen luftfreiem Schmieröl insbesondere für hydraulische Ventilspiel-Ausgleichselemente einer Hubkolben-Brenn­ kraftmaschine, mit einer Eintrittsöffnung, einer ersten Austrittsöffnung für den im wesentlichen luftfreien Schmierölanteil sowie einer zweiten Aus­ trittsöffnung für den verstärkt mit Luft durchsetzten Schmierölanteil, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Eintrittsöff­ nung (14) sowie der ersten Austrittsöffnung (15) ein Zyklon-Luftabscheider (5), ein durch geodätisch an­ steigende Kanalführung gebildetes Speichervolumen (9) sowie eine aus porösen Materialien gebildete Trennschicht (6) vorgesehen sind, und daß die zweite Austrittsöffnung (11) mit weiteren Schmierstellen (12, 2 c) der Brenn­ kraftmaschine in Verbindung steht.