DE4037803A1 - Schmier- und/oder kuehloelversorgung fuer eine maschine, insbesondere eine brennkraftmaschine - Google Patents
Schmier- und/oder kuehloelversorgung fuer eine maschine, insbesondere eine brennkraftmaschineInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Schmier- und/oder Kühlölversorgung
gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Eine derartige,
ähnlich einer Trockensumpfschmierung arbeitende Ölversorgung
ist aus der DE-OS 37 11 792 in der Weise bekannt, daß die Öl
förderleitung zu mit Öl zu versorgenden Maschinenteilen, bei
spielsweise Lagern, von dem Ölbehälter abgeht, so daß die
Steigleitung so ausgebildet und für einen derart hohen Druck im
Bereich der Ölwanne gesorgt sein muß, daß die gesamte zur
Schmierung bzw. Kühlung erforderliche Ölmenge aus der Ölwanne
über die Steigleitung in den Ölbehälter hinauftransportiert
wird. Diese bekannte Lösung besitzt also zwar den grundsätzli
chen Vorteil, daß eine Ölpumpe zum Transport des Öls aus der
Ölwanne in den Ölbehälter eingespart ist und infolge Vorhanden
seins eines seitlich an oder in der Maschine angeordneten Ölbe
hälters das Ölvolumen in der Ölwanne sehr klein und damit diese
sehr flach gehalten sein kann, setzt aber die Einstellung ent
sprechender Druckverhältnisse und damit einer praktisch absolu
ten Dichtheit des Ölwannenraums gegen die Atmosphäre voraus. In
der Regel stehen mit dem Ölwannenraum aber Lager für bewegte
Teile, beispielsweise Kurbelwellenlager, in Verbindung, die
einseitig unter Atmosphärendruck stehen. Auch ist man häufig
daran interessiert, mittels eines Peilstabs den Ölstand in der
Ölwanne überwachen zu können; auch die Öffnung für einen derar
tigen Peilstab stellt eine Undichtigkeit dar.
Aus der DE-PS 29 40 235 ist auch bereits eine Einrichtung zur
selbsttätigen Ergänzen des Schmieröls in der Kurbelwanne einer
Brennkraftmaschine bekannt, bei der die mit einer Pumpe ausge
rüstete Ölförderleitung saugseitig mit dem Ölvolumen der Ölwan
ne verbunden ist. Ein gegen die Atmosphäre abgeschlossener, hö
her gelegener Nachfüllbehälter liefert verbrauchtes Öl über ei
ne Ventilanordnung in die Ölwanne nach. Bei dieser Einrichtung
sind jedoch keine Maßnahmen zum Transport von Öl in den Nach
füllbehälter getroffen, erst recht nicht unter Vermeidung einer
zusätzlichen Pumpe durch Ausnutzung bestimmter Druckverhältnis
se in Nachfüllbehälter und Ölwannenraum sowie der Blowby-Gase.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße
Ölversorgung unter Wahrung der Vorteile des eingangs beschrie
benen Standes der Technik, insbesondere eines nur geringen Öl
volumens in der Ölwanne und der Ausnutzung der Blowby-Gase zum
Öltransport aus der Ölwanne in den Ölbehälter, zu schaffen, bei
der ebenfalls ein konstanter, relativ niedriger Ölpegel in der
Ölwanne sichergestellt ist, jedoch an die Druckverhältnisse
zwischen Ölwannenraum und Ölbehälter und damit die Dichtheit
dieser beiden Räume geringere Anforderungen gestellt werden.
Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe besteht in den kenn
zeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs, vorteilhafte Ausbil
dungen der Erfindung beschreiben die Unteransprüche.
Während bei dem eingangs behandelten Stand der Technik über die
Steigleitung die gesamte, den Maschinenteilen zuzuführende
Nutzölmenge durch die Blowby-Gase gefördert werden muß, redu
ziert sich bei der Erfindung der Öltransport auf diejenige Öl
menge, die in der Ölwanne zu einem Überschreiten der vorgegebe
nen Ölpegelhöhe führen würde. Umgekehrt wird durch die Steig
leitung aus dem Ölbehälter nur diejenige Ölmenge in die Ölwanne
nachgeliefert, die zum Ausgleich des echten Ölverbrauchs führt.
Daher ist es auch möglich, gemäß Anspruch 14 in dem Ölbehälter
einen Ölstandssensor, beispielsweise einen Drucksensor, vorzu
sehen, der einer Bedienungsperson, beispielsweise dem Fahrer
eines mit der Maschine ausgerüsteten Kraftfahrzeugs, ein Signal
liefert, wenn der Ölstand im Ölbehälter einen vorgegebenen Min
destwert unterschreitet. Dieses Signal fordert den Fahrer auf,
z. B. beim nächsten Tankstop Öl nachzufüllen, wobei in dem Öl
behälter dann immer noch ein gewisser Ölvorrat für die Nachlie
ferung in die Ölwanne zur Verfügung steht.
Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden an
hand der Zeichnung erläutert, deren Figuren, teilweise im
Schnitt, Stirnansichten mit der erfindungsgemäßen Ölversorgung
ausgerüsteter Kraftfahrzeug-Brennkraftmaschinen wiedergeben.
Auf die Darstellung des Aufbaus der Maschinen im einzelnen wur
de verzichtet, da dieser Aufbau bekannt und für die Erfindung
ohne Bedeutung ist.
Die Brennkraftmaschine ist in beiden Figuren allgemein mit 1
bezeichnet. Sie weist die in diesem Zusammenhang interessieren
den Teile Saugrohr 2 und Ölwanne 3 auf; der Ölpegel in der Öl
wanne ist bei 4 angedeutet. Von der Ölwanne bzw. dem Ölvolumen
in dieser geht die mit der Ölpumpe 5 bestückte Ölförderleitung
6 ab, die Öl über ein leckagebehaftetes Druckleitungssystem zu
zu schmierenden Stellen der Maschine, insbesondere Lagern, lei
tet. Nach Erfüllung seiner Schmier- und/oder Kühlaufgaben
tropft das Öl zurück in die Ölwanne 3.
In dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 geht von dem Ölwannen
oder Kurbelgehäuseraum oberhalb des Ölspiegels 4 die Steiglei
tung 7 zu dem höher gelagerten Ölbehälter 8 ab, der über den
zur Abführung von Blowby-Gasen dienenden Schlauch 9 mit dem
Saugrohr 2 der Maschine in Strömungsverbindung steht. Die Blow
by-Gase gelangen also aus dem Kurbelwellen- oder Ölwannenraum
durch das zum Gaseintritt offene, stets oberhalb des Ölspiegels
4 liegende Eintrittsende 10 der Steigleitung 7 und durch diese
nach Austreten aus dem oberen, ebenfalls oberhalb des Ölspie
gels 11 im Ölbehälter 9 liegenden Ende 12 in den oberen Bereich
des Ölbehälters 8, der mit der Ölfalle 13 ausgerüstet ist, und
werden im Betrieb der Maschine abgesaugt in die Brennräume der
selben. Damit dabei kein in die Ölwanne 3 herabtropfendes Öl
mitgerissen wird, befindet sich oberhalb des offenen Eintritts
endes 10 der Steigleitung 7, das hier nach oben weist, die hut
artige Abdeckung 14. Grundsätzlich wäre es auch möglich, das
betreffende Ende der Steigleitung 7 zurückzubiegen, so daß die
Öffnung 10 nach unten in Richtung auf den Ölspiegel 4 weist
(entsprechend der Gestaltung des Steigleitungsendes im Ölbehäl
ter 8); dann erübrigt sich die Abdeckung 14.
In dem ölwannenseitigen Endbereich der Steigleitung 7 erkennt
man in diesem Ausführungsbeispiel zwei Querbohrungen 15 und 16,
die etwas oberhalb des Sollwerts der Höhe des Ölpegels 4 ange
ordnet und so klein ausgeführt sind, daß sie eine gewisse Dros
selwirkung besitzen. Sobald der Ölpegel 4 seinen Sollwert über
schreitet, gelangt durch zumindest eine der Querbohrungen 15
und 16 Öl in die Steigleitung 7 und wird durch die Blowby-Gase
mitgerissen in Richtung Ölbehälter 8, wo dieser Ölüberschuß ge
speichert wird.
Zur Nachlieferung verbrauchten Öls in die Ölwanne 3 sind in der
Zeichnung mehrere Möglichkeiten angegeben. Eine besteht im Vor
sehen zumindest einer Querbohrung 17 in demjenigen Bereich der
Steigleitung 7, der sich innerhalb des Ölvolumens des Ölbehäl
ters 8 befindet. Durch diese ebenfalls einen relativ kleinen
Durchmesser besitzende Bohrung kann in Betriebsphasen der Ma
schine, in denen nur geringe oder gar keine Blowbymengen auf
treten, Öl aus dem Ölbehälter 8 in die Ölwanne 3 nachlaufen.
Eine etwaige Überschreitung des Sollpegels in der Ölwanne 3
wird beim Auftreten von Blowby-Gasen durch die Wirkung der
Querbohrungen 15 und 16 wieder beseitigt.
Eine weitere Möglichkeit zum Öltransport 8 in die Ölwanne 3 be
steht darin, in der Verbindungsleitung 18 zwischen dem Ölbehäl
ter 8 und der Druckölleitung 19 in der Maschine 1 ein vom Öl
druck derart gesteuertes Ventil 20 vorzusehen, daß dieses bei
nichtbetriebenem Motor geöffnet ist; über Leckagen des Lei
tungssystems 19 gelangt dann Öl aus dem Ölbehälter in die Öl
wanne. Eine entsprechende Ventilkonstruktion beschreibt bei
spielsweise die eingangs zitierte DE-PS 29 40 235.
Schließlich kann man aber auch ein elektrisch gesteuertes Ven
til in einer Verbindungsleitung zwischen Ölbehälter 8 und Ma
schine 1 bzw. Ölwannenraum andererseits vorsehen, das im Be
darfsfall diese Verbindungsleitung durchschaltet.
Bei 21 ist ein Füllstandssensor im Ölbehälter 8 angedeutet, der
der Bedienungsperson der Maschine 1 ein Signal zum Nachfüllen
von Öl zukommen läßt, wenn der Ölpegel im Ölbehälter 8 einen
bestimmten Wert unterschreitet. Da im Augenblick des Startens
der Maschine der Ölspiegel im Ölbehälter 8 systembedingt unter
seinem Sollwert liegt, darf diese Signalgabe verzögert erst
dann erfolgen, wenn sich normale Betriebsverhältnisse einge
stellt haben.
Zwar kann beim Starten der Maschine der Sollpegel in der Ölwan
ne überschritten sein, da im Stillstand kein Blowby-Gas auf
tritt und eine Verbindung zwischen Ölbehälter 8 und Ölwanne 3
vorliegt. Dieser Zustand ist jedoch bereits nach kurzer Be
triebszeit der Maschine beseitigt.
Der Ölbehälter kann auch innerhalb der Maschine, z. B. inner
halb des Ölwannenraums, angeordnet sein. Eine weitere Konstruk
tion ist ebenfalls in der Zeichnung wiedergegeben; zwischen Öl
behälter 8 und Ölvolumen in der Ölwanne 3 erstreckt sich ein
Überlauf 22, der einen Ölmeßstab 23 aufnimmt.
In Fig. 2 sind die bereits in Fig. 1 verwendeten Bezugszei
chen 1 bis 6 sowie 8 und 19 für dieselben Teile übernommen. Die
Gaseintrittsöffnung der Steigleitung 30 liegt jedoch nicht in
nerhalb der Ölwanne 3, was zusätzliche Maßnahmen zur Verhinde
rung eines Öleintritts erforderlich machte, sondern ist mittels
des Schlauchs 31 zu einer Stelle des Zylinderkopfs 32 der Ma
schine 1 geführt, an der ebenfalls Blowby-Gase vorliegen. Im
Zuge eines geneigten Bereichs der Steigleitung 30 erkennt man
bei 33 wiederum eine Öleintrittsöffnung, so daß bei Überschrei
ten eines vorgegebenen Ölspiegels in der Ölwanne durch die
Blowby-Gase in Pfeilrichtung Öl in den Ölbehälter 8 transpor
tiert wird. Die Öffnung 33 ist durch das Stichrohr 33′ gegen
den Eintritt von Blowby-Gas geschützt. Durch den in Höhe des
maximal zulässigen Ölspiegels 11 im Ölbehälter 8 angeordneten
Ölfüllstutzen 34 ist sichergestellt, daß ein "Überfüllen" des
Systems beim Nachfüllen von Öl nicht auftritt; wird nach Errei
chen des maximal zulässigen Ölspiegels 11 weiter Öl nachge
füllt, kann dieses nicht in den Ölbehälter 8 nachfließen.
In diesem Ausführungsbeispiel wird über das vom Öldruck im Lei
tungssystem 19 angesteuerte Ventil 35 bei stehender oder lau
fender Maschine eine Verbindung zwischen Ölbehälter 8 und Öl
wanne 3 durchgeschaltet, die die Leitungen 36 und 37 enthält.
Erfolgt die Durchschaltung bei laufender Maschine, ist zur Be
grenzung des Durchsatzes durch die Verbindung 36 in dieser die
Drossel 38 angeordnet oder wird das Ventil 35 intermittierend
betätigt, um die zur Ölwanne 3 fließende Ölmenge zu begrenzen.
Mit der Erfindung ist demgemäß eine gattungsgemäße Ölversorgung
geschaffen, die die Vorteile einer Anlage mit höher liegendem
Ölbehälter und Ölförderung unter Ausnutzung der Blowby-Gase der
Maschine wahrt, jedoch den erforderlichen Öltransport aus der
Ölwanne in den Ölbehälter auf diejenige Ölmenge beschränkt, die
zu einem Überschreiten des Sollpegels in der Ölwanne führen
würde.
Claims (16)
1. Schmier- und/oder Kühlölversorgung für eine Maschine, ins
besondere eine Brennkraftmaschine, mit einer mit von dieser
rücklaufendem Öl gespeisten Ölwanne, einem höher als diese
angeordneten Ölbehälter, einer dem Öltransport aus der Öl
wanne in den Ölbehälter durch eine pneumatische Druckdiffe
renz dienenden pumpenlosen Steigleitung zwischen beiden,
deren Mündungsstelle oberhalb des Ölspiegels im Ölbehälter
liegt, wobei die Ölwanne mit einer äußeren Atmosphäre nur
über einen Entlüftungsanschluß des Ölbehälters und die
Steigleitung in Verbindung steht, deren Querschnitt derart
bemessen ist, daß der Öltransport durch die Steigleitung in
den Ölbehälter durch im Betrieb der Maschine auftretenden
Zutritt von Luft und/oder anderen Gasen hervorgerufene
Druckerhöhung in der Ölwanne erfolgt, sowie mit einer pum
penbestückten Ölförderleitung zur Maschine, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Ölförderleitung (6) von der Ölwanne (3)
abgeht und die Steigleitung (7) im Bereich der Maschine (1)
eine stets oberhalb des Ölspiegels (4) in der Ölwanne (3)
liegende, gegen Spritz- und Tropfölzutritt gesicherte Gas
eintrittsöffnung (10) sowie zumindest eine etwas oberhalb
des gewünschten Ölspiegels liegende Öleintrittsöffnung (15,
16) besitzt, und daß dem Ölbehälter (8) ein gedrosselter
Strömungsweg (17) zum Nachliefern verbrauchten Öls in die
Ölwanne (3) zugeordnet ist.
2. Ölversorgung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
der Strömungsweg durch die Steigleitung (7) und eine be
grenzte Öffnung (17) in dieser unterhalb des Ölspiegels
(11) im Ölbehälter (8) gebildet ist.
3. Ölversorgung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
der Strömungsweg durch ein leckagebehaftetes Druckleitungs
system (19) der Maschine (1) und eine Verbindung (18) zwi
schen diesem und dem Ölbehälter (8) gebildet ist, die ein
öldruckbetätigtes, nur bei stehender Maschine (1) geöffne
tes Ventil (20) enthält.
4. Ölversorgung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
der Strömungsweg eine Verbindung zwischen Ölwanne (3) und
Ölbehälter (8) mit einem bedarfsweise öffnenden elektroma
gnetischen Ventil enthält.
5. Ölversorgung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
der Strömungsweg eine Verbindung (36, 37) zwischen Ölwanne
(3) und Ölbehälter (8) mit einem nur bei laufender oder nur
bei stehender Maschine (1) diese Verbindung freigebenden
Ventil (35) enthält.
6. Ölversorgung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß
das Ventil (35) öldruckbetätigt ist.
7. Ölversorgung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeich
net, daß daß Ventil (35) ein Elektromagnetventil ist.
8. Ölversorgung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch ge
kennzeichnet, daß das Ventil (35) die Verbindung (36, 37)
bei laufender Maschine freigibt und eine Strömungsbegren
zung durch eine Drossel (38) und/oder getakteten Betrieb
des Ventils (35) vorgesehen ist.
9. Ölversorgung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Gaseintrittsöffnung der Steigleitung
(7) in der Ölwanne (3) oberhalb des Ölspiegels (4) in die
ser liegt und in Richtung nach unten abgebogen ist.
10. Ölversorgung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Gaseintrittsöffnung (10) der Steig
leitung (7) in der Ölwanne (3) oberhalb des Ölspiegels (4)
in dieser liegt, nach oben weist und durch eine hutartige
Abdeckung (14) gegen Ölzutritt gesichert ist.
11. Ölversorgung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Gaseintrittsöffnung der Steigleitung
(30) zu einem oberhalb der Ölwanne (3) liegenden Teil der
Maschine (Zylinderkopf 32) geführt ist.
12. Ölversorgung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß
die Öleintrittsöffnung (33) in einem im Bereich der Ölwanne
(3) verlaufenden Teil der Steigleitung (30) vorgesehen und
von einem Stichrohr (33′) gegen den Zutritt von Blowby-Gas
geschützt ist.
13. Ölversorgung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch ge
kennzeichnet, daß am Ölbehälter (8) in Höhe des maximal zu
lässigen Ölspiegels (11) in ihm ein Ölfüllstutzen (34) vor
gesehen ist.
14. Ölversorgung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, gekenn
zeichnet durch einen ein verzögertes Ölmangelsignal lie
fernden Ölstandssensor (21) im Ölbehälter (8).
15. Ölversorgung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, gekenn
zeichnet durch einen sich vom Ölbehälter (8) in die Ölwanne
(3) erstreckenden Überlauf (22).
16. Ölversorgung nach den Ansprüchen 14 und 15, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Überlauf (22) einen Ölmeßstab (23) auf
nimmt.
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