DE102008060409A1

DE102008060409A1 - Verbrennungsmotor

Info

Publication number: DE102008060409A1
Application number: DE102008060409A
Authority: DE
Inventors: Thorsten Wunsch; Alexander Kronich
Original assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Current assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Priority date: 2008-11-28
Filing date: 2008-11-28
Publication date: 2010-06-02
Anticipated expiration: 2028-11-29
Also published as: DE102008060409B4

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Verbrennungsmotor mit einem Kurbelgehäuseoberteil und einem Kurbelgehäuseunterteil, wobei ein von unten am Kurbelgehäuseunterteil angeflanschter und in das Kurbelgehäuseunterteil ragender Ölhobel zum Abscheiden von Öltröpfchen vorgesehen ist. Erfindungswesentlich ist dabei, dass der Ölhobel in seitlichen, oberhalb eines Ölspiegels und unterhalb der Kurbelwelle gelegenen Bereichen Verdrängervolumina aufweist, welche beim Neigen des Ölspiegels zumindest teilweise untergetaucht werden und dadurch den Ölspiegel anheben, wobei die Verdrängervolumina einen integralen Bestandteil des Ölhobels bilden. Hierdurch lässt sich insbesondere eine höhere zulässige Querbeschleunigung erzielen.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Verbrennungsmotor mit einem Kurbelgehäuseoberteil und einem Kurbelgehäuseunterteil gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Aus der DE 42 04 522 C1 ist ein gattungsgemäßer Verbrennungsmotor bekannt, bei welchem ein von unten am Kurbelgehäuseoberteil angeflanschter und nach unten in das Kurbelgehäuseunterteil ragender Ölhobel zum Abscheiden von Öltröpfchen vorgesehen ist. Hierdurch soll eine Dämpfungskammer geschaffen werden, welche eine direkte Beaufschlagung einer darunter liegenden Ölwanne durch pulsierende Geräusche unter dem Kolben vermeidet und damit eine geringere Schallabstrahlung der Ölwanne, insbesondere im niederfrequenten Bereich, erreicht.
Aus der DE 39 13 813 C2 ist ein weiterer Verbrennungsmotor mit einer Ölbehälteranordnung bekannt, wobei in der Ölbehälteranordnung ein Verdrängervolumina vorgesehen ist, das bei üblichem Betriebszustand oberhalb eines Ölspiegels und unterhalb des Kolbens angeordnet ist und zumindest teilweise beim Neigen des Ölspiegels untergetaucht wird und dadurch Öl verdrängt. Hierdurch soll insbesondere auch bei Kurvenfahrten eine stets ausreichende Ölspiegelhöhe gewährleistet werden.
Schließlich ist aus der EP 0 345 041 B1 ein Ölwannenaufbau zur Verbindung mit einem Zylinderblock eines Verbrennungsmotors bekannt. In einer Ölwanne des Ölwannenaufbaus ist dabei ein Verdrängervolumen angeordnet, welches bei einem geneigten Ölspiegel zumindest teilweise untertaucht und dadurch den Ölspiegel insgesamt anhebt. Das Verdrängervolumen weist dabei eine Öffnung auf, welche unter einem vorbestimmten Öl-Kippzustand nahe einem zulässigen oberen Grenzölpegel angeordnet ist. Darüber hinaus weist das Verdrängervolumen einen Ölabgabedurchlass auf, welcher an einem unteren Abschnitt desselben angeordnet ist, um nach dem Beenden des Öl-Kippzustandes dem in das Verdrängervolumen eingedrungenen Schmieröl ein vollständiges Ablaufen aus diesem zu ermöglichen.
Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich mit dem Problem, für einen gattungsgemäßen Verbrennungsmotor eine verbesserte oder zumindest eine alternative Ausführungsform anzugeben, welche eine ausreichende Ölversorgung auch bei kritischen Fahrzuständen auf konstruktiv einfache und kostengünstige Weise gewährleistet.
Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Die Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, Verdrängervolumina zum Anheben eines Ölspiegels in kritischen Fahrzuständen, nicht mehr separat auszubilden und zu montieren, sondern als integralen Bestandteil eines Ölhobels auszubilden und dadurch zusammen mit diesem im Kurbelwellenraum anzuordnen bzw. zu montieren. Ein Verbrennungsmotor weist dabei ein Kurbelgehäuseoberteil und ein Kurbelgehäuseunterteil auf, wobei der Ölhobel, vorzugsweise von unten, am Kurbelgehäuseunterteil befestigt bzw. angeflanscht ist und nach unten in das Kurbelgehäuseunterteil hineinragt. Der Ölhobel wird in üblicher Weise zum Abscheiden von Öltröpfchen aus einem Ölnebel benötigt. In seitlichen, oberhalb des Ölspiegels und unterhalb der Kurbelwelle gelegenen Bereichen, weist dabei der Ölhobel Verdrängervolumina auf, welche beim Neigen des Ölspiegels zumindest teilweise untergetaucht werden und dadurch den Ölspiegel anheben. Diese Verdrängervolumina bilden dabei einen integralen Bestandteil des Ölhobels und können demgemäß zusammen mit diesem in einem gemeinsamen Arbeitsschritt hergestellt werden. Dies ermöglicht einerseits eine kostengünstige Herstellung der Verdrängervolumina und andererseits eine kostengünstige Montage derselben, da diese nicht mehr separat montiert werden müssen, sondern als Einheit zusammen mit dem Ölhobel verbaut werden können. Mit den erfindungsgemäß angeordneten und ausgebildeten Verdrängervolumina können diese somit einerseits kostengünstig hergestellt werden und andererseits einen in allen Fahrzuständen ausreichend hohen Ölspiegel gewährleisten, so dass eine ausreichende Ölversorgung des Verbrennungsmotors in allen erdenklichen Fahrzuständen zuverlässig gewährleistet werden kann.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lösung, ist der Ölhobel aus Kunststoff ausgebildet. Auf diese Weise lassen sich sowohl der Ölhobel als auch die darin integrierten Verdrängervolumina als kostengünstiges Kunststoffspritzgussteil herstellen, wobei die Anwendung des Spritzgussverfahrens zusätzlich den großen Vorteil bietet, nahezu frei definierbare Formgebungen wählen zu können. Im Spritzgussverfahren hergestellte Kunststoffteile weisen dabei nicht nur geringe Stückkosten, sondern zudem auch eine besonders hohe Maßhaltigkeit auf, so dass diese mit äußerst exakten Abmessungen hergestellt werden können.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lösung, sind die Verdrängervolumina nach unten hin durch jeweils einen Deckel verschlossen, der zumindest eine Druckausgleichsöffnung aufweist. Da insbesondere im Spritzgussverfahren üblicherweise keine geschlossenen Volumina herstellbar sind, müssen die erfindungsgemäß als integraler Bestandteil des Ölhobels ausgebildete Verdrängervolumina zumindest einseitig offen hergestellt und beispielsweise durch den erfindungsgemäß vorgesehenen Deckel anschließend verschlossen werden. Ein kompletter Verschluss ist dabei jedoch unbedingt zu vermeiden, da aufgrund unterschiedlicher Betriebstemperaturen ein Druckausgleich zwischen innerhalb des Verdrängervolumens und außerhalb gewährleistet werden muss. Dies kann durch die zumindest eine Druckausgleichsöffnung erreicht werden, welche beispielsweise als 2 mm großes Loch ausgebildet ist. Mit der Druckausgleichsöffnung kann der Ölhobel mit den darin integrierten Verdrängervolumina problemlos sämtlichen auftretenden Betriebstemperaturen trotzen, ohne dass hierbei befürchtet werden muss, dass es zu Beschädigungen der Verdrängervolumina, beispielsweise durch Druckspannungen und verbunden damit durch Risse, kommt.
Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Bauteile beziehen.
Dabei zeigen, jeweils schematisch,
1 eine Schnittdarstellung durch einen erfindungsgemäßen Verbrennungsmotor, und
2 eine Ansicht auf einen Ölhobel mit integrierten Verdrängervolumina.
Entsprechend der 1, weist ein erfindungsgemäßer Verbrennungsmotor 1 ein nicht gezeigtes Kurbelgehäuseoberteil sowie ein zugehöriges Kurbelgehäuseunterteil 2 auf, wobei ein von unten am Kurbelgehäuseunterteil angeflanschter und in das Kurbelgehäuseunterteil 2 ragender Ölhobel 3 zum Abscheiden von Öltröpfchen vorgesehen ist. Unterhalb des Kurbelgehäuseunterteils 2 sind noch ein Ölführungsgehäuse 4 sowie eine daran bodenseitig angeschraubte Ölwanne 5 vorgesehen. Der Ölhobel 3 weist dabei mehrere in der Art von Abstreifkanten 6 ausgebildete Schneiden auf, welche in der Art einer Hobelschneide in einen Kurbelwellenraum 7 hineinragen und entgegen einer, durch eine Drehung einer nicht gezeigten Kurbelwelle initiierten, Ölnebelwalze 8 gerichtet sind.
Erfindungsgemäß weist nun der Ölhobel 3 in seitlichen, oberhalb eines nicht gezeigten Ölspiegels und unterhalb der ebenfalls nicht gezeigten Kurbelwelle gelegenen Bereichen Verdrängervolumina 9 und 9' auf, welche beim Neigen des Ölspiegels zumindest teilweise untergetaucht werden und dadurch den Ölspiegel anheben. Die Verdrängervolumina 9, 9' bilden dabei einen integralen Bestandteil des Ölhobels 3 und können somit zusammen mit diesem in einem einzigen Arbeitsschritt hergestellt werden. Dies ermöglicht nicht nur eine kostengünstige Herstellung der Verdrängervolumina 9, 9', sondern zugleich auch Kostenvorteile bei einer Montage des erfindungsgemäßen Verbrennungsmotors 1.
Zweckmäßig ist der Ölhobel 3 aus Kunststoff, insbesondere als sogenanntes Spritzgussteil, ausgebildet. Dies ermöglicht eine einerseits kostengünstige Herstellung und andererseits eine hohe konstruktive Freiheit aufgrund einer nahezu frei wählbaren Formgebung. Darüber hinaus lassen sich die Eigenschaften des Kunststoffs an die jeweils im Verbrennungsmotor 1 auftretenden Bedingungen, insbesondere an Temperaturbelastungen, optimal anpassen.
Wie der 1 zu entnehmen ist, sind die Verdrängervolumina 9 und 9' nach unten hin durch jeweils einen Deckel 10, 10' verschlossen, wobei der Deckel 10, 10' jeweils zumindest eine Druckausgleichsöffnung aufweist. Eine derartige Druckausgleichsöffnung ist gemäß der 1 nicht dargestellt, da diese beispielsweise hinter oder vor der gewählten Schnittebene liegen. Die Druckausgleichsöffnungen sind erforderlich, um bei sämtlichen auftretenden Temperaturen im Verbrennungsmotor 1 einen Druckausgleich zwischen dem Inneren der Verdrängervolumina 9 und 9' und einer äußeren Umgebung zu bewirken, so dass kritische Spannungszustände, welche beispielsweise auch zu einer Rissbildung an den Wänden der Verdrängervolumina 9, 9' führen könnten, zuverlässig vermieden werden können.
Betrachtet man die 2, so kann man erkennen, dass der Ölhobel 3 mehrere in Axialrichtung zueinander beabstandete Verdrängervolumina 9, 9' aufweist, wobei ein Axialabstand so gewählt ist, dass die einzelnen Verdrängervolumina 9, 9' zwischen nicht gezeichneten Lagerböcken des Kurbelgehäuseunterteils 2 angeordnet sind. Von besonderem Vorteil ist bei der gewählten Anordnung auch, dass die zwischen den jeweiligen Lagerböcken angeordneten Verdrängervolumina 9, 9' in Bereichen liegen, in denen sich das Öl infolge von Querbeschleunigungen des Kraftfahrzeuges konzentriert. Mit der Anordnung der Verdrängervolumina 9, 9' wird somit eine Erhöhung der für den Verbrennungsmotor 1 zulässigen Querbeschleunigung erzählt, wodurch eine verbesserte Fahrdynamik ohne Öldruckeinbrüche erreicht werden kann. Die Ansaugung von Öl kann dabei wie gewohnt im Bereich des Ölführungsgehäuses 4 oder im Bereich der Ölwanne 5, also an einem tief gelegenen Punkt, erfolgen.
Von unten am Ölhobel 3 ist darüber hinaus ein Beruhigungselement 11 angeordnet, welches eine Vielzahl von Durchgangsöffnungen 12 aufweist, durch welche vom Ölhobel 3 abgeschiedenes Öl in die Ölwanne 5 abtropfen kann. Das Beruhigungselement 11 kann dabei beispielsweise als gelochtes Beruhigungsblech oder als Kunststoffelement ausgebildet sein. Denkbar ist gemäß der 1 auch, dass das Beruhigungselement 11 den jeweiligen Deckel 10, 10' gegen das zugehörige Verdrängervolumina 9, 9' verspannt oder gar den Deckel 10, 10' selbst bildet. In diesem Fall wäre der Deckel 10, 10' ein integraler Bestandteil des Beruhigungselementes 11. Beruhigungselement 11 dient dabei insbesondere zur Entschäumung des in diesem Bereich zurücklaufenden Öls und reduziert darüber hinaus die auf den Ölspiegel wirkenden Gasdruckpulsationen. Selbstverständlich werden durch das Beruhigungselement 11 auch die Blow-by-Gase verlangsamt, so dass das abgeschiedene Öl nahezu ohne Widerstand das Beruhigungselement 10 passieren und in die darunter angeordnete Ölwanne 5 ablaufen kann.
Mit den erfindungsgemäß angeordneten Verdrängervolumina 9, 9' kann nicht nur die zulässige Querbeschleunigung des Verbrennungsmotors 1 erhöht werden, da bisher vorhandene Ölsammelbereiche nunmehr durch die Verdrängervolumina 9, 9' ausgefüllt sind, sondern die Verdrängervolumina 9, 9' können darüber hinaus kostengünstig zusammen mit dem Ölhobel 3 hergestellt und zusammen mit diesem auch montiert werden, wodurch sowohl die Herstellungskosten als auch die Montagekosten reduziert werden können.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- DE 4204522 C1 [0002]
- DE 3913813 C2 [0003]
- EP 0345041 B1 [0004]

Claims

Verbrennungsmotor (1) mit einem Kurbelgehäuseoberteil und einem Kurbelgehäuseunterteil (2), wobei ein am Kurbelgehäuseunterteil (2) angeflanschter und in das Kurbelgehäuseunterteil (2) ragender Ölhobel (3) zum Abscheiden von Öltröpfchen vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Ölhobel (3) in seitlichen, oberhalb eines Ölspiegels und unterhalb der Kurbelwelle gelegenen Bereichen Verdrängervolumina (9, 9') aufweist, welche beim Neigen des Ölspiegels zumindest teilweise untergetaucht werden und dadurch den Ölspiegel anheben, wobei die Verdrängervolumina (9, 9') einen integralen Bestandteil des Ölhobels (3) bilden.
Verbrennungsmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Ölhobel (3) aus Kunststoff, insbesondere als Kunststoffspritzgussteil, ausgebildet ist.
Verbrennungsmotor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Verdrängervolumina (9, 9') nach unten hin durch einen Deckel (10, 10') verschlossen sind, der zumindest eine Druckausgleichsöffnung aufweist.
Verbrennungsmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Ölhobel (3) mehrere in Axialrichtung zueinander beabstandete Verdrängervolumina (9, 9') aufweist, wobei ein Axialabstand so gewählt ist, dass die einzelnen Verdrängervolumina (9, 9') zwischen Lagerböcken des Kurbelgehäuseunterteils (2) angeordnet sind.
Verbrennungsmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass von unten an den Ölhobel (3) ein Beruhigungselement (11) angebunden ist.
Verbrennungsmotor nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Beruhigungselement (11) als gelochtes Beruhigungsblech oder aus Kunststoff ausgebildet ist.
Verbrennungsmotor nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Beruhigungselement (11) den Deckel (10, 10') gegen das zugehörige Verdrängervolumina (9, 9') verspannt oder den Deckel (10, 10') selbst bildet.
Verbrennungsmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass von unten an das Kurbelgehäuseunterteil (2) ein Ölführungsgehäuse (4) mit einer bodenseitigen Ölwanne (5) angeflanscht ist.